La chronologie des cycles glaciaires-interglaciaires du Pléistocène moyen et les mécanismes de rétroaction entre les changements climatiques et les processus de surface terrestre sont encore mal compris. Ceci est largement dû au fait que les données chronologiques des archives sédimentaires représentant périglaciaire, mais aussi des périodes climatiques potentiellement plus chaudes, sont très rares jusqu'à présent.

"Les sédiments quaternaires du centre de l'Allemagne sont des archives parfaites pour comprendre les changements climatiques qui se sont produits dans la région au cours des 450 derniers, 000 ans", dit le co-auteur Tobias Lauer, géochronologue à l'Institut Max Planck d'anthropologie évolutive. "C'est parce que tous les sédiments représentant les avancées et les retraits de glace des glaciers scandinaves en Europe sont préservés ici." Les sédiments de la région, et surtout dans les environs de la ville de Leipzig, sont extrêmement bien documentées en raison de dizaines de milliers de forages au cours des dernières décennies et de mines à ciel ouvert liées à l'exploitation de la lignite.

Les dépôts fluviaux des rivières locales comme la Weisse Elster et la Saale sont particulièrement importants, qui sont conservés entre les moraines des avancées glaciaires dites « elstériennes » et « saaliennes ». « En particulier, le moment de la première glaciation majeure a été fortement débattu au sein de la communauté scientifique au cours des dernières décennies », dit Lauer. "En datant systématiquement les dépôts fluviaux, nous avons constaté que la première couverture de glace du centre de l'Allemagne pendant la glaciation elstérienne (du nom de la rivière Elster) s'est produite pendant le stade isotopique marin 12, probablement environ 450, il y a 000 ans, qui est 100, 000 ans plus tôt que prévu." Pour obtenir ces dates, les chercheurs ont utilisé la datation par luminescence, une technologie qui détermine depuis combien de temps les grains minéraux ont été exposés pour la dernière fois au soleil ou à la chaleur.

Outils du Paléolithique

Les dépôts fluviaux contiennent également des artefacts en pierre du Paléolithique inférieur et moyen fournissant des informations importantes sur la dispersion humaine précoce en Europe centrale. "Les premières traces d'occupation humaine du Paléolithique inférieur dans la région remontent à environ 400, 000 ans et sont très probablement liés à la période interglaciaire suivant la première grande glaciation", dit le co-auteur Marcel Weiss, archéologue à l'Institut Max Planck de Leipzig. "Ces traces sont attestées par plus de 6, 000 objets en pierre du Paléolithique inférieur récupérés dans les gravières de Wallendorf et Schladebach en Saxe-Anhalt, Allemagne."

Des artefacts en pierre du Paléolithique moyen de la même région sont corrélés avec des dépôts fluviaux datés entre 300, 000 et 200, il y a 000 ans et sont associés aux Néandertaliens. Les dépôts de gravier du fleuve Pléistocène du sommet de la séquence dans l'ancienne mine de lignite Zwenkau, qui est situé au sud de Leipzig en Saxe, ont livré les plus anciens artefacts du Paléolithique moyen. Cet inventaire d'artefacts, l'assemblage d'outils en pierre de "Eythra", est connu pour ses nombreux bifaces et remonte à environ 280, il y a 000 ans.

Les sédiments les plus jeunes à partir desquels les chercheurs ont obtenu les nouvelles dates appartiennent à la glaciation dite saalienne (du nom de la rivière Saale). L'avancée glaciaire la plus méridionale des glaciers scandinaves dans le centre de l'Allemagne s'est produite vers 150, il y a 000 ans.

Impact sur la recherche future

"Nos dates auront un impact majeur sur la compréhension de la synchronisation des cycles glaciaires et des changements climatiques de l'Europe glaciaire", disent les auteurs. "La première grande glaciation a eu un impact énorme sur l'environnement et a remodelé l'ensemble du paysage. Les âges nouvellement déterminés des artefacts du Paléolithique inférieur et moyen nous aideront à l'avenir à reconstituer la manière dont les humains ont peuplé ou repeuplé le centre l'Allemagne et l'Europe centrale suite à cet impact climatique majeur."

Les nouvelles données permettront également aux scientifiques d'approfondir les questions concernant la manière dont les humains se sont adaptés et ont réagi aux changements climatiques entre les glaciaires froids et les interglaciaires chauds au cours du Pléistocène moyen, il y a environ 450 000 à 150 000 ans.

L'étude est publiée dans Rapports scientifiques .