Vue de l’entrée de la grotte de Tam Pà Ling depuis le sol de la grotte. La fosse d’excavation se trouve à gauche de cet endroit. Crédit : Kira Westaway (Université Macquarie)
Tam Pà Ling, une grotte située dans la région nord du Laos, dévoile de nouvelles informations sur les premières migrations humaines depuis l’Afrique jusqu’à l’Australie.
Quel est le lien entre un fossile découvert dans une grotte du nord du Laos et d’anciens outils en pierre du nord de l’Australie ? C’est nous, Homo sapiens. Lorsque nos ancêtres ont voyagé de l’Afrique à l’Australie, ils ont marqué leur chemin par des preuves de leur présence sous la forme de fossiles humains qui se sont accumulés pendant des milliers d’années au fond d’une grotte.
Des découvertes récentes dans la grotte de Tam Pà Ling, dans le nord du Laos, ont jeté un nouvel éclairage sur cette histoire. L’enquête menée par une équipe multinationale de chercheurs du Laos, de France, d’Amérique et d’Australie, et publiée par la suite dans Nature Communications, a établi de manière concluante que l’homme moderne s’est aventuré depuis l’Afrique, a traversé l’Arabie et a atteint l’Asie bien plus tôt qu’on ne le pensait jusqu’à présent.
Cette étude confirme également que nos ancêtres ne se sont pas contentés de suivre les côtes et les îles. Ils ont traversé des régions boisées, très probablement le long de vallées fluviales. Certains ont ensuite traversé l’Asie du Sud-Est pour devenir les premiers habitants de l’Australie.
Les sédiments épais de 7 m qui forment le sol de la grotte de Tam Pà Ling. Les nombreuses décorations de la grotte sont visibles sur le toit et le sol de la grotte. Crédit : Kira Westaway (Université Macquarie)
« Tam Pà Ling joue un rôle clé dans l’histoire de la migration de l’homme moderne à travers l’Asie, mais son importance et sa valeur viennent à peine d’être reconnues », déclare Fabrice Demeter, professeur adjoint de paléoanthropologie à l’université de Copenhague et l’un des principaux auteurs de l’article.
Trois universités australiennes ont contribué au projet. Les universités Macquarie et Southern Cross ont daté les échantillons à l’aide de plusieurs techniques. L’université Flinders a montré que les sédiments de la grotte avaient été déposés en couches distinctes pendant des dizaines de milliers d’années.
Depuis les premières fouilles et la découverte d’un crâne et d’une mandibule en 2009, la grotte est controversée. Les preuves de nos premiers voyages de l’Afrique vers l’Asie du Sud-Est sont généralement dominées par des îles telles que Sumatra, les Philippines et Bornéo.
La vaste fosse d’excavation de Tam Pà Ling s’étend du sol de la grotte jusqu’à ~7 m. Crédit : Kira Westaway (Macquarie University)
C’était avant que Tam Pà Ling, une grotte située à plus de 300 kilomètres de la mer dans le nord du Laos, ne commence à livrer ses secrets. Le crâne et la mâchoire ont été identifiés comme appartenant à des Homo sapiens ayant migré dans la région. Mais quand ?
Comme toujours dans les questions de dispersion humaine, le débat porte sur la chronologie. Mais ces preuves sont difficiles à dater.
Les fossiles humains ne peuvent pas être directement datés car le site est classé au patrimoine mondial et les fossiles sont protégés par la loi laotienne. Il y a très peu d’ossements d’animaux ou de décorations de grottes à dater, et le site est trop ancien pour être daté au radiocarbone. La datation par luminescence des sédiments, qui constitue l’épine dorsale de la chronologie, est donc un lourd fardeau.
La datation par luminescence repose sur un signal sensible à la lumière qui est remis à zéro lorsqu’il est exposé à la lumière, mais qui s’accumule au fil du temps lorsqu’il est protégé de la lumière pendant l’enfouissement. Elle a été utilisée à l’origine pour contraindre les sédiments d’enfouissement qui enveloppaient les fossiles.
Vue sur la large entrée abrupte de la grotte de Tam Pà Ling. La fosse d’excavation est visible sur le côté droit. Crédit : Kira Westaway (Université Macquarie)
« Sans la datation par luminescence, cette preuve vitale n’aurait toujours pas de chronologie et le site serait ignoré dans la trajectoire acceptée de la dispersion à travers la région », explique Kira Westaway, professeur agrégé de géochronologie à l’université Macquarie. « Heureusement, la technique est polyvalente et peut être adaptée à différents défis.
Ces techniques ont permis d’obtenir un âge minimum de 46 000 ans – une chronologie conforme à la date prévue pour l’arrivée de l’Homo sapiens en Asie du Sud-Est. Mais la découverte ne s’arrête pas là.
De 2010 à 2023, des fouilles annuelles (retardées par trois années de fermeture) ont révélé de plus en plus de preuves du passage de l’Homo sapiens en route vers l’Australie. Sept morceaux d’un squelette humain ont été découverts à intervalles de 4,5 mètres de sédiments, repoussant la chronologie potentielle jusqu’aux premières migrations de l’Homo sapiens dans cette région.
Le puits de fouille de la grotte de Tam Pà Ling encadré par l’entrée de la grotte. Crédit : Kira Westaway (Université Macquarie)
Dans cette étude, l’équipe a surmonté ces problèmes en appliquant de manière créative des techniques de datation stratégiques lorsque cela était possible, comme la datation en série de l’uranium d’une pointe de stalactite qui avait été enfouie dans les sédiments, et l’utilisation de la datation en série de l’uranium couplée à des techniques de datation par résonance de spin électronique pour deux dents de bovidés rares mais complètes, mises au jour à 6,5 mètres de profondeur.
« La datation directe des restes fossiles a confirmé la séquence d’âge obtenue par luminescence, ce qui nous a permis de proposer une chronologie complète et sûre de la présence d’Homo sapiens à Tam Pà Ling », explique Renaud Joannes-Boyau, professeur agrégé de géochronologie à la Southern Cross University.
L’équipe a étayé les preuves de datation par une analyse détaillée des sédiments afin d’évaluer l’origine des fossiles à l’aide de la micromorphologie, une technique qui consiste à examiner les sédiments au microscope afin d’établir l’intégrité des couches. Cet élément clé de la nouvelle chronologie a permis d’établir qu’il y a eu une accumulation cohérente de couches sédimentaires sur une longue période.
La fosse d’excavation extensive de Tam Pà Ling s’étend du sol de la grotte jusqu’à ~7 m. La fosse la plus profonde se trouve à l’arrière, près de la paroi de la grotte. Crédit : Vito Hernandez (Flinders University)
« Loin de refléter un déversement rapide de sédiments, le site représente un empilement de sédiments déposé de manière cohérente et saisonnière », explique Mike Morley, géoarchéologue à l’université Flinders, qui a travaillé avec Vito Hernandez et Meghan McAllister-Hayward, étudiants en doctorat.
La nouvelle chronologie a révélé que l’homme était présent dans cette région depuis plus de 56 000 ans. En outre, l’âge du fossile le plus bas, à sept mètres, un fragment d’os de jambe, permet de situer l’arrivée de l’homme moderne dans cette région entre 86 000 et 68 000 ans. Cela repousse d’environ 40 000 ans la date d’arrivée en Asie du Sud-Est continentale. Cependant, selon la génétique, ces premières migrations n’ont pas contribué de manière significative aux populations actuelles.
« Il s’agit vraiment de l’article décisif pour les preuves de l’existence du Tam Pà Ling », déclare le professeur associé Westaway. « Nous disposons enfin de suffisamment d’éléments de datation pour dire avec certitude quand l’Homo sapiens est arrivé dans cette région, combien de temps il y est resté et quel itinéraire il a pu emprunter.
La grotte de Tam Pà Ling est très proche de la grotte de Cobra, récemment découverte, qui a été fréquentée par les Dénisoviens environ 70 000 ans plus tôt. Malgré l’absence de preuves d’une arrivée précoce en Asie du Sud-Est continentale, cette région pourrait être un itinéraire de dispersion déjà emprunté par nos ancêtres, bien avant l’Homo sapiens.
« Nous avons beaucoup à apprendre des grottes et des forêts d’Asie du Sud-Est », ajoute le professeur associé Westaway.
Référence : « Présence précoce d’Homo sapiens en Asie du Sud-Est vers 86-68 kyr à Tam Pà Ling, au nord du Laos » par Sarah E. Freidline, Kira E. Westaway, Renaud Joannes-Boyau, Philippe Duringer, Jean-Luc Ponche, Mike W. Morley, Vito C. Hernandez, Meghan S. McAllister-Hayward, Hugh McColl, Clément Zanolli, Philipp Gunz, Inga Bergmann, Phonephanh Sichanthongtip, Daovee Sihanam, Souliphane Boualaphane, Thonglith Luangkhoth, Viengkeo Souksavatdy, Anthony Dosseto, Quentin Boesch, Elise Patole-Edoumba, Françoise Aubaile, Françoise Crozier, Eric Suzzoni, Sébastien Frangeul, Nicolas Bourgon, Alexandra Zachwieja, Tyler E. Dunn, Anne-Marie Bacon, Jean-Jacques Hublin, Laura Shackelford et Fabrice Demeter, 13 juin 2023, Nature Communications.
DOI: 10.1038/s41467-023-38715-y