叠覆律是地层学中一条重要的规律，由丹麦地质学家尼古拉斯·斯坦诺（Nicolaus Steno）于1669年第一次提出。叠覆律指出：在任何沉积地层（包括喷出岩）的层序中，当其没有被后期的运动所逆掩或倒转时，最年轻的地层应位于层序的顶部，而最老的地层则位于层序的基底。较老的地层之上连续覆盖着逐渐年轻的地层。如果这种顺序被改变，说明有构造作用的改造。

应为"原始连续律"，地质学的一个普遍法则：水成地层在其沉积开始时起，在横向的各个方向都必定是连续的，除非沉积作用终止以致尖灭，或被沉积的原始盆地的边缘所截断。同样是斯台诺（Nicolaus Steno)在1699年第一次提出的。

总结表版权所有：Hominides.com，Neekoo 

Hominides.com鸣谢Jean-JacquesBahain 教授(MNHN, CNRS) 的帮助和指正。 

参考文献
- Conférence Méthodes de datation  Musée deGuiry-en-Vexin avec Jean-Jacques Bahain, Yannick Le Digol EmmanuelleDelqué-Kolic Sylvain Griselin,
- Histoires d'ancêtres, La grande aventure del'origine de l'Homme - Collectifs Dominique Grimaud-Hervé, Frederic Serre,Jean-Jacques Bahain, Roland Nespoulet, Romain Pigeaud 
- Homo, une histoire plurielle d'un genresingulier Claude-Louis Gallien 
- Comment reconstituer lapréhistoire ?  Romain Pigeaud 
- Archéologie Septembre 2005 n° 306 
- Science et Avenir Hors Série 183 

原文：

才omment dater un fossile, un objet ?

Les méthodes de datation

Méthode de datation

Les méthodes de datationpermettent de situer dans le temps un objet, des restes fossiles, et d'estimerune date la plus précise possible. Si le Carbone 14 est la méthode qui vient àl'esprit instantanément, ce n'est qu'une méthode parmi les autres. Suivantl'objet à dater, le contexte de sa découverte, la matière et la quantité quel'on peut prélever, plusieurs techniques peuvent être déployées.

Chaque  méthode de datation est  généralement dédiée à l'étude d'un type dematériaux, par exemples :  le bois deconstruction pour la dendrochronologie, les restes organiques (bois, os) pourla méthode C14 ou la lave pour la méthode Potassium-Argon. Certaines méthodesétant  trop destructrices et/ou tropcoûteuses, on peut parfois préférer dater les sédiments qui entourent unartefact plutôt que l'objet lui-même.

Souvent, pour dater une strate ouun objet, plusieurs méthodes sont utilisées conjointement. Par exemple, dans lagrotte de Tautavel, huit méthodes de datation différentes ont été utiliséespour dater les nombreuses découvertes, aussi bien lithiques qu'osseuses. Cesmultiples expériences permettent d'affiner et/ou de confirmer une datation.

Datation de la straitgraphie dela MicoqueDatation relative

La stratigraphie, méthodegéologique

Cette méthode repose sur l'étudedes strates (couches) qui se superposent au fur et à mesure du temps. Ellepermet de hiérarchiser les couches d'un gisement.  Une strate et son contenu sont donc datés enfonction des strates qui l'entourent (supérieures et inférieures).  La stratigraphie a été, avant les années1950, l'une des seules façons de dater un site. 

Les principes posés sont lessuivants :

- les couches horizontales lesplus récentes sont situées au-dessus des couches les plus anciennes, c'est leprincipe de superposition.

- une couche horizontaleidentifiée a le même âge sur toute son étendue, c'est le principe decontinuité.

 Une couche A traversée de part en part par unecouche B est forcément la plus ancienne des deux (principe de recoupement).Certains événements peuvent permettre de préciser une datation, comme parexemple une couche d'éboulement, une inondation ou une coulée de lave. 

La biochronologie

Chaque époque identifiée del'histoire de la Terre possède ses propres espèces animales, et souvent sapropre flore. On peut ainsi, pour chaque espèce, et suivant son degréd'évolution, déterminer à quelle époque elle vivait. La découverte d'ossementsdans une couche archéologique peut rapidement être datée par la proximitéd'autres espèces animales ou de plantes dont on connaît par ailleurs l'âge.

Cette méthodologie estsouvent  complétée par d'autres méthodesafin d'affiner la datation.

Ex : La datation du crâne deToumaï

Afin d'estimer l'âge de Toumaï,les scientifiques se sont basés sur les restes fossiles de Proboscidiens et deSuiformes trouvés dans les mêmes conditions, sur le même site. Voir aussi ladatation de Toumaï avec la réponse de Michel Brunet.

Typochronologie Latypochronologie, méthode archéologique

Le postulat de départ est simple: la forme d'un objet fabriqué évolue dans le temps sous la pression destechniques, des habitudes artisanales et culturelles ou des modes. Ainsi, ladécouverte d'une poterie, d'un silex taillé, peut être datée par comparaisonavec des objets de même type précédemment identifiés. Cette méthode faitparfois l'objet de longues discussions entre archéologues car le principe estlui-même sujet à interprétation : une industrie lithique, par exemple, peutêtre identifiée à des périodes différentes suivant la région. Par ailleurs,cette méthode nécessite d'avoir un corpus de référence assez important pourétablir des règles.  Trouver un objetunique dans un gisement préhistorique ne permet pas d'utiliser cette méthode.

Les feuilles de lauriers que l'onretrouve sont tellement reconnaissables qu'elles indiquent par leur simpleprésence une occupation solutréenne.

Datation objective ou absolue

1/ Mesures de la radioactivité(méthodes radiométriques)

Plusieurs méthodes utilisent laradioactivité pour déterminer l'âge d'une matière. Les fossiles, ou encore lesproduits de l'activité humaine, contiennent souvent des éléments radioactifs.Avec le temps, ces atomes radioactifs se désintègrent en formant d'autreséléments. Cette "désintégration-formation" se produit de manièrerégulière (selon la demie-vie ou période radioactive de l'élément pèreconsidéré) et mesurable. On peut donc mesurer les dosages respectifs deséléments père et fils pour déterminer l'âge exact d'un objet, soit par comptageradioactif, soit en utilisant des spectromètres de masse et en dénombrant lesatomes des éléments considérés.

La mesure de la radioactivitépeut également être une aide précieuse pour la détection de faux millésimes dansles grands vins...

Le Carbone 14 :

Tout au long de sa vie, unorganisme va contenir du Carbone 14 (C14), isotope radioactif du carbone seformant dans l'atmosphère. Après la mort de l'organisme, le C14 va décroîtreprogressivement et se transformer en Azote 14 (N14). A noter que pour desorganismes vivants (comme un animal) le processus de transformation du C14 enN14 ne peut être mesuré qu'à partir de la mort du sujet, car il n'y a plus derenouvellement du C14.

En 5 730 ans, la moitié desatomes de C14 aura disparu (demie-vie du C14). Plus on avance dans le temps,plus la quantité de Carbone 14 dans l'échantillon est faible et devient demoins en moins mesurable. Cette méthode permet donc de dater des objets jusqu'à35 000 ans (Paléolithique supérieur) par comptage radioactif.

C'est la méthode du C14 qui a étéutilisée pour dater, en 1950, des morceaux de charbons de bois trouvés sur lesol de la grotte de Lascaux.  En couplantun spectromètre de masse et un accélérateur de particules, il est aujourd'huipossible de dater des objets sur 50 000 ans, avec de faibles quantités dematière. Cette méthode isotopique est sans cesse améliorée et depuis 2010 lesavancées technologiques permettent même de l'utiliser sur des échantillons deplus en plus petits. Avec le temps, les quantités détectables deviennent mêmeinfinitésimales et les chercheurs sont alors souvent dans l'incapacité dedifférencier les atomes de l'échantillon de ceux dûs à la pollution...

Cette technique a été utiliséeces dernières années pour dater certaines des peintures préhistoriques lorsquecelles-ci présentent des parties réalisées avec du charbon de bois (Niaux,Altamira, Cosquer et Chauvet...).  

Autres atomes cosmogéniques

L'interaction du rayonnementcosmique et de l'environnement terrestre produit d'autres éléments radioactifsque le carbone 14. Le développement des méthodes de spectrométrie de massepermet aujourd'hui d'utiliser plusieurs d'entre eux pour dater des gisementspréhistoriques. Ainsi, l'âge biostratigraphique de Toumaï a ainsi pu être confirméen utilisant l'un de ces cosmonucléïdes, le Béryliium 10, dont la période est d'environ1,4 millions d'années.

Potassium-Argon (K-Ar) etArgon-Argon (Ar-Ar):

Coulées de laveCes méthodes sontbasées sur la mesure de la concentration respective en Potassium 40, qui  a une période de 1,25 milliards d'années, eten l'un de ces fils, l'Argon 40. Elles sont principalement utilisées pour daterdes dépôts de roches magmatiques, riches en potassium, notamment les cendresvolcaniques retrouvées sur certains sites de fouille. Elle permet une datationde 100 000 ans à plusieurs centaines de millions d'années du moment auquel lacoulée de lave s'est solidifiée. C'est cette méthode qui a permis, par exemple,de dater les traces de pas de Laetoli (dans des cendres volcaniques) à -3,7millions d'années. Elle est très utilisée en Afrique de l'est, du fait de lagrande activité volcanique de la région dans le passé. Depuis les années 1980,l'utilisation de spectromètres de masse a entraîné la généralisation del'utilisation de l'Argon-Argon, grâce à la transformation (par activationneutronique) du Potassium 39 contenu dans les échantillons en Argon 39 (lerapport entre Potassium 39 et Potassium 40 est constant dans l'environnementterrestre).

Rubidium-Strontium 87Rb-87Sr :

Ici encore le principe estidentique : c'est le Rubidium 87 qui se désintègre en formant du Strontium 87.En 48,8 milliards d'années, la moitié des atomes de Rubidium sera désintégrée,remplacée par des atomes de Strontium. Cette méthode nécessite également deréaliser des mesures sur des roches de la même origine (soit magmatique, soitdes minéraux d'une même roche). La méthode permet de dater des roches jusqu'àquelques milliards d'années.

La Caune de l'Arago a été datépar la méthode Uranium Thorium

Uranium-Thorium

L'uranium présent dans l'eau estincorporé dans les matières se formant à partir de celles-ci, telles que lessquelettes de coraux, les coquillages ou la calcite en formation sur la paroid'une grotte. L'Uranium 234 se désintègre ensuite rapidement en Thorium 230dont la période est de 75 200 ans. Cette méthode permet de dater jusqu'à – 500000 ans en utilisant un spectromètre de masse. C'est de cette manière que lesgravures de la grotte de Creswell Crags, en Angleterre, ont pu être datées. Lafine couche de carbonate de calcium qui s'était déposée sur la partie gravée aété datée de – 12 800 ans.

A la Caune de l'Arago (Tautavel),la méthode U-Th a permis de dater, entre autres, un épais plancherstalagmitique recouvrant les niveaux fossilifères.

2/ Mesures de l'exposition à unrayonnement (méthodes paléodosimétriques)

La thermoluminescence

Datation de Qafzeh parThermoluminescenceLa thermoluminescence permet de dater les minéraux qui ontété chauffés dans le passé à une température suffisante (notamment les grainsde quartz et de feldspaths présents dans les céramiques, poteries, pierres...).Après cette chauffe, ces matières ont la capacité d'emmagasiner l'énergie desrayonnements ionisants auxquels elles ont été exposées. Pour mesurer la dosed'énergie stockée, on chauffe le minéral à plus de 500 degrés et on mesure lerayonnement lumineux émis (luminescence) qui permet de calculer le temps écouléentre les deux opérations de chauffe.

Cette méthode estparticulièrement utilisée pour dater des poteries, des objets ayant été exposésà de fortes températures, ou des roches d'origine volcanique (laves). Elle peutêtre utilisée sur des périodes allant jusqu'à 500 000 ans.

La thermoluminescence a permis dedater précisément les silex chauffés retrouvés avec les squelettes de la grottede Qafzeh (Israël) : la grotte a été occupée il y a 92 000 ans.

Crâne de la Sima de los Huesosdaté par OSL

La luminescence stimuléeoptiquement (OSL)

Pour mesurer la dose d'énergiestockée dans certains minéraux, il est également possible de stimuler cesderniers avec des rayonnements lumineux. Cette technique, appelée luminescencestimulée optiquement, permet alors de dater la dernière exposition des minérauxà la lumière du soleil avant leur enfouissement. Cette méthode permet ainsi dedater la mise en place de niveaux géologiques fluviatiles ou éoliens, sur despériodes allant de quelques milliers à plusieurs centaines de milliersd'années.

La luminescence stimuléeoptiquement a permis de dater récemment les ossements humains découverts sur lesite espagnol de la Sima de los Huesos, à Atapuerca, de plus de 400 000 ans.

Dent humaine trouvée à Tautavelet datée par ESR ESR

La résonance de spin électronique(ESR) est une méthode qui fonctionne sur les mêmes principes que lathermoluminescence, mais cette fois en utilisant les propriétés magnétiques decentres-pièges radiosensibles présents dans les minéraux. La datation ESRnécessite de mesurer la dose totale de radiations reçues par un artefact depuisson enfouissement. Elle a été testée sur plusieurs matières avec plus ou moinsde succès. Les spécialistes la recommandent pour dater l'émail dentaire et lesossements, les concrétions dans les grottes et les coquilles de mollusques, lesgrains de quartz...

L'ESR permet de remonter dans letemps jusqu'à  plus d'un million d'annéespour le calcite et pour les restes dentaires, voire à plusieurs millionsd'années pour les grains de quartz.

C'est avec cette méthode que lesspécialistes ont pu dater les dents à la Caune de l'Arago à Tautavel.

3/ Autres méthodes

La dendrochronologie

DendrochronologieInventée parDouglas dans les années 1950, cette méthode biologique est basée sur l'étude etla lecture des cernes de croissance des arbres. En effetc chaque année l'arbrepousse différemment suivant la température, l'humidité (ou la sécheresse) etplus généralement la météo. Les cernes sont donc plus ou moins épais et on adonc pu établir une chronologie de référence par région : ils sont larges si lapériode était favorable et étroits dans le cas contraire. Avec ladendrochronologie on peut remonter ainsi, dans certaines régions,  du présent à – 11 000 ans BP et même parfois préciserla saison.

A noter, cette méthode ne peutêtre utilisée que dans les régions tempérées (comme les continents américain eteuropéen), dont les essences d'arbres marquent nettement les années et lessaisons.

C'est une datation très trèsprécise...

La barque carolingienne trouvée àNoyen-sur-Seine a pu être datée de 834 après J-C grâce à la dendrochronologie.On a même pu déterminer qu'au moment de son abatage, le chêne qui a servi à saconstruction avait 158 ans ! La méthode est d'ailleurs tellement précisequ'elle est utilisée pour corriger (calibrer) les âges radiocarbones.

Le paléomagnétisme

Au cours du temps, la position dupôle Nord magnétique varie. Ces variations, qui peuvent aller jusqu'à uneinversion complète de l'orientation du champs magnétique terrestre, ont étéétudiées à différentes échelles de temps et ont permis d'établir unechronologie de référence sur plus de 100 millions d'années. Elles constituentun élément important de la mise en évidence de la tectonique des plaques. Lorsde la solidification d'une roche (le plus souvent dans les zones d'expansionocéanique), les parties ferromagnétiques s'orientent en fonction du champsmagnétique terrestre. Elles conservent ainsi la trace de la position du pôleNord au moment de leur émergence. Sur des périodes plus récentes, la variationséculaire à millénaire de la position du pôle magnétique peut être égalementutilisée sur des structures de combustion ou des matériaux chauffés(archéomagnétisme).

Quelle méthode de datation pourquels besoins ?

Pourdater un artefact, les chercheurs peuvent décider d'utiliser plusieurs méthodesafin de contrôler et valider une datation. Il existe de nombreux cas où lesméthodes de datation sont inopérantes : par exemple, une peinture pariétale àbase d'ocre sera impossible alors que l'utilisation de bois calciné (noir) seraétudiable par la méthode du carbone 14.