L'industrie minière d'Amérique du Sud approvisionne la moitié du monde en cuivre. Les plus grandes mines du monde sont situées dans les Andes. Pourtant, juste au moment où la production de cuivre a commencé, il est resté incertain, jusqu'à maintenant. Très peu d'artefacts des premières hautes cultures au Pérou, Chili, et la Bolivie ont été préservés. Maintenant, cependant, chercheurs de l'Institut Paul Scherrer PSI à Villigen, La Suisse, sont sur la piste de ce mystère. Grâce à l'analyse de la glace du glacier Illimani dans les Andes boliviennes, ils ont découvert que vers 700 avant JC, le cuivre était déjà extrait et fondu en Amérique du Sud. Leurs conclusions sont publiées dans Rapports scientifiques , un journal en ligne du Nature Publishing Group.

En Amérique du Sud, le cuivre est extrait et fondu depuis environ 2700 ans. Cela a maintenant été déterminé par des chercheurs du Laboratoire de chimie environnementale de l'Institut Paul Scherrer PSI à Villigen, La Suisse, grâce à des analyses de la glace des glaciers de Bolivie. L'extraction du cuivre en Amérique du Sud a une importance énorme :le Chili et le Pérou sont les deux plus grands producteurs de cuivre au monde; Le Chili à lui seul représente plus de 30 pour cent de la production mondiale de cuivre. Pourtant, les débuts de ce secteur industriel essentiel sont restés obscurs. La seule preuve certaine est venue de l'époque de la culture Moche, qui a prospéré sur la côte nord du Pérou entre 200 et 800 après JC. De nombreux objets en cuivre de cette culture, tels que des bijoux et des outils rituels, a été trouvé. Depuis les temps anciens, cependant, il y a peu de trouvailles et aucune trace écrite.

La glace d'un glacier est, en principe, une sorte d'archives; dans ses couches, comme dans les anneaux de croissance d'un arbre, les enregistrements de l'évolution du climat et de la qualité de l'air de la région sont conservés. Chaque année, une nouvelle couche de précipitations gelées se dépose sur le dessus. Et à chaque fois, les particules de poussière qui flottaient dans l'air à ce moment-là sont incrustées dans la nouvelle couche. Après avoir foré profondément dans le glacier et extrait une longue colonne de glace, les scientifiques peuvent l'apporter - avec beaucoup de soin et sous réfrigération - dans un laboratoire pour analyse. C'est ainsi que l'équipe d'Anja Eichler, le premier auteur de l'étude, et chef de projet Margit Schwikowski a pris une carotte de glace de 139 m de long qui avait été forée lors d'une expédition de 1999, à une altitude d'environ 6, 300 m sur le glacier d'Illimani en Bolivie, et analysé notamment les dépôts de poussières métalliques.

Dans une chambre froide du PSI, les chercheurs ont continuellement fait fondre la carotte de glace couche par couche, avec un appareil qu'ils avaient développé eux-mêmes, et analysé l'eau de fonte avec un spectromètre de masse. Cet instrument permet de séparer différents éléments chimiques les uns des autres et de déterminer leur masse respective. Ainsi nous avons remonté le temps jusqu'à environ 4500 avant JC - la glace correspondant à cette époque était à une profondeur d'environ 134 m, Anja Eichler rapporte. Et nous avons déterminé que les premières concentrations élevées de cuivre qui doivent remonter à l'activité humaine se sont produites vers 700 avant JC. Vivant au nord-ouest du glacier à cette époque se trouvaient des gens de la culture Chavin, la première civilisation des Andes péruviennes, tandis que la culture Chiripa, une société relativement simple, vivait à proximité immédiate du lac Titicaca. Ceci est connu des fouilles archéologiques. Il est donc possible que tous deux pratiquaient la métallurgie du cuivre, la fonte du minerai de cuivre pour obtenir du cuivre pur pour la production d'artefacts. Les particules de cuivre émises au cours de ce processus ont fait leur chemin, sur le vent, jusqu'au glacier et s'y sont déposés dans les couches de glace correspondantes, dit Margit Schwikowski. Ces particules se sont ajoutées au cuivre naturel de la poussière minérale et ont ainsi produit des concentrations de cuivre particulièrement élevées.

Suite à cela, Anja Eichler a fouillé les archives de nombreux musées et a pu trouver au moins deux objets en cuivre de cette époque. L'une était une aiguille tordue de la culture Chiripa, trouvé en 1934 et conservé depuis au Musée américain d'histoire naturelle de New York. Le second était un bracelet, qui a été trouvé en Bolivie et est exposé mais ne peut être clairement attribué à aucune culture. En fait, il existe également des objets en cuivre datant de 1400 à 1100 av. Là, bien que, il s'agit de métal martelé fait de cuivre natif, Margit Schwikowski explique. C'est du cuivre élémentaire, qui se produit également naturellement sous cette forme. c'est assez rare, bien que. Pour le cuivre en plus grande quantité, le minerai doit être extrait et le cuivre pur doit être extrait par fusion.

La première preuve de fours de fusion vient de la culture Moche plus tard pour laquelle, de même, des concentrations élevées de cuivre peuvent être détectées dans la glace des glaciers. Les Moche utilisaient évidemment un type de four en céramique, dit Anja Eichler. Cela avait plusieurs trous où l'air pouvait être injecté à travers des tubes de soufflage pour chauffer le feu à bien plus de 1, 000 degrés C. Quand exactement de tels fours ont été utilisés pour la première fois, cependant, n'est pas connu, ajoute l'archéométallurgiste Thilo Rehren de l'University College London (UCL), qui a participé à l'étude. Mais il est également possible que les forgerons des cultures antérieures aient jeté du minerai de cuivre dans de simples fours à fosse creusés dans le sol. Dans ces feux de petits gâteaux de métal se sont formés, qui pourraient être traités davantage dans des creusets.

Avec leur étude, les chercheurs corrigent une image qui en découle, étude antérieure. Dans ce, un autre groupe de recherche a postulé que la métallurgie du cuivre en Amérique du Sud aurait pu commencer encore plus tôt, vers 2000 av. Ce groupe avait fait une analyse similaire sur une tourbière forée à Tierra del Fuego et détecté une forte augmentation, déjà pour cette première période, en concentration de cuivre. Comme la glace, la tourbe forme des couches au fil des années et des siècles, qui préservent les archives de la pollution de l'environnement dans le passé. La Terre de Feu se situe autour de 3, 000 km au sud des centres de métallurgie des Andes, dit Anja Eichler. Par ailleurs, le record des tourbières ne remonte qu'un peu plus loin que 2000 av. en revanche, remonte au-delà de 4500 av. Cela nous permet de quantifier les fluctuations naturelles du dépôt de poussière de cuivre avant le début de la métallurgie. Et nos résultats indiquent que l'augmentation de la Terre de Feu à cette époque était une fluctuation régionale naturelle.