Introduction

1Les trois échantillons d’os qui nous ont été soumis par Dominique Sacchi, responsable des fouilles de la grotte de Belvis, ont été datés par spectrométrie de masse avec accélérateur (SMA). Selon cette méthode, le ¹⁴C des échantillons est directement mesuré par un spectromètre de masse couplé à un accélérateur de deux millions de volts, fournissant la source d’ions. Cette technique permet d’analyser des quantités beaucoup plus faibles de carbone (20 g à 1 mg) que la méthode traditionnelle par comptage, il est possible d’effectuer une purification, par chromatographie sur colonne, pour éliminer les agents de contamination des protéines dans les os fossiles à dater.

Protocole analytique

2Après élimination de la zone superficielle de chaque échantillon d’os à l’aide d’une fraiseuse électrique manuelle, un petit morceau (5 mg) d’os, ainsi nettoyé, est hydrolysé dans HCl 6M à 105°C durant une nuit. L’hydrolyse dissocie la protéine en ses composants acides aminés. Après adjonction d’une « pointe » de norleucine, on procède alors au dosage en acides animés de la solution, 1,6 à 1,8 g d’os nettoyé ayant été prélevé aux fins de préparation à la datation. Le reste de chaque échantillon est mis en réserve au cas où il conviendrait de renouveler l’opération.

3L’analyse des acides aminés donne de précieux renseignements. Premièrement, elle fournit une estimation quantitative du degré de conservation en protéine indigène de l’os par addition préalable d’une quantité connue d’acide aminé non biologique (norleucine). Deuxièmement, le spectre chromatographique des acides aminés montre s’il s’agit bien d’une protéine osseuse. Dans le cas d’une mauvaise conservation ou d’un chromatogramme différent de celui d’une protéine osseuse, l’échantillon est rejeté sans être daté.

4Les prélèvements de 1,6 et 1,8 g sont ensuite broyés dans un mortier et réduits en particules de la taille de grain de sable fin ; une solution HCl 0,6M y est ajoutée afin d’éliminer les carbonates et autres substances solubles dans les acides et mise au repos une nuit. Tous les échantillons dégagèrent des quantités considérables de CO₂ au cours de cette phase. Le HCl à 0,6M fut changé à trois reprises au cours des 5 jours suivants, les échantillons étant à leur tour hydrolysés dans HCl 6M à 105°C pendant une nuit. On procède ensuite à l’évaporation de la solution par séchage sous vide, avant que de dissoudre le résidu sec d’acides aminés dans de l’eau distillée. La solution obtenue est alors passée dans une colonne d’échange d’ions XAD. On élue enfin les acides aminés avec une solution NH₄OH 1,5M, séchée sous vide dans un appareil de congélation. Les échantillons d’acides aminés purifiés sont ainsi prêts pour le dosage du ¹⁴C. Pour plus d’information le lecteur se reportera à Long et al. (1989).

5Environ 15 mg de chaque échantillon furent transformés par combustion en CO₂, pendant la nuit, dans des tubes scellés, en présence de CuO comme oxydant. Une partie du CO₂ servit à doser le rapport des isotopes stables (₁₃C) par spectrométrie de masse. Le reste du CO₂ fut réduit en graphite en présence de Zn et Fe métalliques comme réducteurs (Slota et al., 1987) et le graphite ainsi obtenu analysé pour le ¹⁴C par la méthode AMS (Donahue et al., 1984).

Résultats et discussions

6Les résultats obtenus sont figurés dans le tableau ci-dessous.