Note publique d'information : L'adaptation des techniques des sciences naturelles à l'archéologie, dans le domaine
spécifique de l'art rupestre, apporte de précieuses informations sur les processus
d'altération et de dépôt superficiel qui affectent les surfaces gravées en Asie centrale
(Sibérie du sud et Kazakhstan). L'analyse chimique des patines métallifères et des
encroutements carbonates, principales écoformes du paysage rupestre, démontre une
origine essentiellement exogène de leurs constituants. L'examen au microscope électronique
à balayage (MEB) de ces dépôts superficiels révèle une interaction permanente entre
la matière minérale et la matière organique. L'abondance des micro-organismes suggère
une origine biogénique de ces formations. Les expériences géomicrobiologiques confirment
le rôle essentiel joué par les bactéries dans le processus de biominéralisation, plusieurs
populations bactériennes extraites des patines manganoferrugineuses et des encroutements
carbonates ont manifesté leur capacité à précipiter les oxydes métalliques où la calcite
dans des milieux de culture semi-synthétiques. Dans ce mémoire, l'accent a été mis
sur l'étude de la formation des patines noires, compte tenu de la place qu'elles occupent
dans le paysage rupestre. Les résultats de cette étude nous ont conduit à proposer
un modèle théorique qui impliquerait un processus physico-chimique et/ou biologique
dans la création d'une solution riche en mn, avec un rapport mn/fe élevé, et un processus
essentiellement biologique dans la précipitation du fer et du manganèse par oxydation
enzymatique ou non enzymatique. La connaissance des propriétés physico-chimiques des
patines et des facteurs biochimiques et thermodynamiques responsables de leur dépôt,
permet la reconstitution des paléoclimats contemporains de leur genèse et ouvre la
voie à de nouvelles techniques de datation des surfaces gravées.
Note publique d'information : Adapting the techniques of natural sciences to archaeology, especially in rock art
investigations, provides valuable information on the mechanisms of alteration and
biosedimentary deposits affecting the wall surfaces in central Asia (south of Siberia
and Kazakhstan). Chemical analyses of mangano-ferrugineous patina and carbonated concretions,
occurring on the petroglyphs, suggest an external origin of their constituents. Scanning
electron microscopy (sem) reveals constant interactions of mineral substances with
organic ones. The abundance of micro-organisms supports a biogenic origin of these
accretions. Geomicrobiological experiments imply bacteria activity in the biomineralisation
process, different bacterial populations isolated from natural patina and carbonated
deposits have shown their ability to precipitate manganese oxides or calcite in the
culture medium. In this work, we have focused on the study of the formation of black
patina, the most common form of coating occurring on wall surfaces. The results of
this study suggest a theoretical model which uses both physico-chemical and biological
processes to create a solution with an enhancement mn:fe ratios and biological process
to precipitate iron and manganese through an enzymatic or non enzymatic oxidation.
Mastering physico-chemical properties of patina and biochemical agents which control
its final deposition is particularly relevant to paleoclimatic interpretations and
rock art dating.
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