新发现为两幅黑色图像（一幅野牛和一幅类似面具的人物）提供了确切的年代，并揭示了这些艺术品的某些部分是在相隔久远的时期创作的。这些结果可能为考古学家提供一种强有力的新方法，以重建人们进入装饰洞穴、绘制画作以及返回修改或添加内容的时间。
为何冰河时期洞穴壁画难以定年
多尔多涅省（Dordogne）是欧洲一些最著名的史前艺术的所在地，包括拉斯科洞穴（Lascaux）的壁画。然而，确定其中许多图像的确切创作时间一直极其困难。
放射性碳定年法通过测量碳-14（一种生物死后逐渐消失的放射性碳形式）来工作。由于木炭由燃烧的有机材料制成，通常可以使用这种方法进行定年。然而，矿物颜料通常不含碳，因此无法以同样的方式进行分析。
研究人员长期以来认为，该地区的许多黑色壁画完全由氧化铁和氧化锰制成。这些天然存在的矿物可以产生深色颜料，但它们不含放射性碳定年所需的有机碳。
因此，这些艺术品通常被认为无法直接定年。然而，科学家从未确凿地证明这些颜料完全不含碳。
寻找隐藏在颜料中的木炭
为了进行调查，研究人员分析了丰德高姆洞穴（Font-de-Gaume）两幅黑色图像的化学成分。一幅描绘的是野牛，另一幅通常被描述为面具。
团队使用了拉曼显微光谱法和高光谱成像技术，这两种技术可以在不明显损坏艺术品的情况下识别材料。
拉曼显微光谱法利用光来检测分子的振动方式，产生有助于识别颜料和其他物质的化学特征。高光谱成像记录图像中每一点颜色和反射光的细微差异。科学家可以利用这些测量结果来确定存在哪些化合物。
高光谱成像广泛应用于文化遗产研究，因为它可以揭示肉眼难以或无法看到的特征。它还在生物医学科学、农业、环境监测和天体物理学中得到应用。
两种方法都在壁画的黑色颜料中发现了木炭痕迹。
木炭始终如一地分布在图像的黑色线条中。这一模式很重要，因为它表明碳是原始颜料的一部分，而不是后来的涂鸦、游客或洞穴内旅游活动留下的污染物。
微小样本揭示壁画年代
木炭一旦得到确认，研究人员便获得了特别授权，可以提取极小的样本进行碳-14定年。
分析如此有限的材料在技术上具有挑战性。科学家必须收集足够的碳以获得可靠的测量结果，同时尽可能少地从古代图像中取样。
结果证实，这头野牛可追溯至旧石器时代晚期，即旧石器时代较晚的时期，当时解剖学意义上的现代人类创作了许多欧洲最著名的洞穴壁画。
这头野牛绘制于13,461至13,162 calBP之间。
calBP意为“经校准的距今年份”（Calibrated Before Present），其中“今”通常定义为1950年。放射性碳测量结果必须经过校准，因为大气中的碳-14含量随时间推移发生了变化。这些变化可能受到太阳活动和地球磁场变化等因素的影响。
新测定的年代将这头野牛的时间定得比先前的估计稍晚一些。
跨越不同时期创作的神秘面具
面具产生了更为复杂的结果。来自该图像不同部分的样本得出了三个不同的年代范围。
其中一部分定年为8,993至8,590 calBP之间。另一部分定年为15,981至15,121 calBP之间，而第三部分则定在15,297至14,246 calBP之间。
这些结果表明，该图像可能包含在非常不同的时间创作的元素。面具可能记录了相隔数千年的多次艺术活动，而非一位艺术家在一次访问中的作品。
这种可能性为史前洞穴艺术提供了更具层次感的图景。装饰洞穴可能并不总是在单一时期内完成的。有些洞穴可能作为具有意义的场所留存下来，被后来的社群重访、修改或重新诠释。
理解史前艺术的新工具
该研究由文化遗产仪器开发与创新方法实验室（Laboratoire de développement instrumental et de méthodologies innovantes pour les biens culturels，Chimie ParisTech-PSL/CNRS/文化部）的一位科学家领导。这项研究发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上。
这项研究汇集了来自法国几家科学和文化机构的专家。
贡献者包括来自碳-14测量实验室（Laboratoire de mesure du carbone 14，CEA/CNRS/IRD/ASNR/文化部）的科学家，这是一个隶属于气候与环境科学实验室（Laboratoire des sciences du climat et de l'environnement，CEA/CNRS/凡尔赛圣昆廷昂伊夫林大学）的国家平台。来自史前人类自然史实验室（Histoire naturelle des Humanités préhistoriques，CNRS/MNHN/佩皮尼昂大学）、国家古迹中心（Centre des monuments nationaux）以及法国博物馆研究与修复中心（Centre de recherche et de restauration des musées de France）的研究人员也参与了其中。
通过结合化学成像与高灵敏度放射性碳测量，团队开发出一种方法，可应用于其他此前被认为无法定年的史前图像。
更精确的年代测定可以帮助研究人员确定哪些壁画是在同一时期创作的，艺术风格如何变化，以及一代代人是否反复返回特定的洞穴。这些信息最终可能揭示更多关于创作这些图像的社群以及这些地下空间在数千年间所具有的文化重要性。