Technologie de pointe, sérendipité et secrets de Stonehenge

Stonehenge est un monument emblématique qui a résisté aux épreuves du temps.

Son architecture principale est composée de pierres de sarsen, des mégalithes gris de plus de 6 mètres de haut et pesant 18 tonnes. Malgré leur importance, on sait peu de choses sur les 52 pierres qui restent des quelque 80 qui ont été érigées au milieu du troisième millénaire avant notre ère.

Mais aujourd’hui, une nouvelle technologie et un coup de chance inattendu ont permis aux chercheurs d’analyser une énigme au cœur du site : de quoi sont faites ces pierres ? Publié dans PLOS Un, l’étude fournit une caractérisation complète de la composition physique et chimique des sarsens de Stonehenge.

« Ce qui est excitant dans la nouvelle étude, c’est que [researchers] ont… attaqué Stonehenge, pour ainsi dire, avec tout ça [new technology],” mentionné Mike Pitts, archéologue et journaliste qui a mené des fouilles sur le site en 1979 et 1980. “Et ils sont capables d’extraire des informations à un niveau vraiment très fin d’une manière qui était impossible jusqu’à tout récemment.”

Surfaces de pierre et sérendipité

David Nash, géographe physique à l’Université de Brighton au Royaume-Uni, a dirigé l’étude. Son équipe a commencé par analyser la surface de chaque sarsen sur plusieurs quarts de nuit et un « quart très tôt le matin » lorsque les touristes n’étaient pas là.

À l’aide d’un spectromètre à fluorescence X portable (« cela ressemble à un gros pistolet à rayons de science-fiction », a déclaré Nash), les chercheurs ont pris cinq mesures sur chacune des 52 pierres, en veillant à rester parfaitement immobiles pendant 2 minutes à chaque fois. L’équipe se tenait dans la nuit sombre et froide avec des lampes frontales, essayant de trouver des plaques de pierre sans couverture de lichen. À l’exception de quelques gardes de sécurité, il n’y avait personne d’autre autour, a déclaré Nash. “Alors, oui, c’est un peu effrayant.”

Les mesures de l’équipe, si prudentes qu’elles aient pu être, ne pouvaient aller qu’aussi loin. Ils n’ont pas pu fournir d’informations sur ce qui se cache sous la surface. Et parce que Stonehenge est tellement protégé par le gouvernement, ils n’ont pu prélever aucun échantillon de l’intérieur des pierres.

Mais ensuite, un heureux hasard a frappé : alors que son équipe terminait le travail sur le terrain à Stonehenge, Nash a reçu un e-mail de l’English Heritage Trust, l’organisation à but non lucratif qui gère Stonehenge et des centaines d’autres sites historiques en Grande-Bretagne.

“Ils m’ont envoyé un e-mail et m’ont dit:” Nous comprenons que vous travaillez actuellement sur la chimie des pierres. Pourriez-vous nous donner une bague ?’ », a déclaré Nash. « Ma réaction immédiate a été : « Oh, mon Dieu, qu’avons-nous fait de mal ? » »

English Heritage a partagé des informations sur le projet de restauration massif de 1958 à Stonehenge. Le projet a reconstitué trois pierres sur le site, dont Pierre 58, un grand sarsen vertical qui s’était renversé en 1797. Pour renforcer une fissure, trois carottes ont été forées dans la pierre 58 pour y installer des tiges métalliques.

Une carotte a été offerte à Robert Phillips, un ouvrier de la société de forage impliquée dans le projet. (Une partie d’un deuxième noyau a ensuite été découverte au musée voisin de Salisbury dans une boîte étiquetée « Boîte au trésor ». L’emplacement du troisième noyau est encore inconnu.) Phillips a suspendu le noyau dans un tube protecteur dans son bureau jusqu’à sa retraite, grâce à ses déménagements ultérieurs à New York, en Illinois, en Californie et, enfin, en Floride. Alors que Phillips approchait de 90, il a cherché à rendre cet artefact important et l’a fait livré à English Heritage en 2018.

La carotte de Phillips’s Stone 58, dont l’existence n’était auparavant inconnue d’aucun des chercheurs, a été prêtée à l’équipe de Nash, qui a pu l’échantillonner et l’examiner en détail.

“C’est la première fois que nous avons pu regarder à l’intérieur d’une des pierres de Stonehenge”, a déclaré Nash.

“Ils ont juste fait tout ce qui était imaginable avec”, a déclaré Pitts, qui n’était pas impliqué dans l’étude. “Je veux dire, ce doit être le morceau de roche le plus analysé sur Terre.”

Remarquablement pur et incroyablement durable

L’examen des carottes à l’aide de techniques pétrographiques, minéralogiques et géochimiques de pointe a révélé une raison pour laquelle les pierres sarsen de longue date de Stonehenge peuvent être si durables.

Le noyau était composé à 99,7 % de silice – presque entièrement de quartz, de part en part, qui était plus pur que n’importe quelle pierre sarsen sur laquelle Nash avait travaillé. Sous le microscope, ses grains de quartz de la taille d’un sable étaient étroitement entassés et se soutenaient les uns les autres. Les grains ont ensuite été recouverts d’un ciment de surcroissance – au moins 16 couches de croissance différentes qui pourraient être comptées presque comme des cernes d’arbres – qui a produit une “mosaïque imbriquée de cristaux de quartz qui lient la pierre ensemble”, a déclaré Nash.

“C’est probablement pourquoi les sarsens étaient si gros et ont été si durables”, a déclaré Nash. “Parce que c’est une pierre incroyablement bien cimentée.”

La recherche a également indiqué que le Stonehenge gris terne que nous voyons aujourd’hui n’est probablement pas ce à quoi il ressemblait lorsqu’il a été construit pour la première fois.

“Lorsque les pierres ont été soulevées à l’origine, elles ont été habillées, elles ont été nettoyées à l’extérieur”, a déclaré Nash. “La roche fraîche aurait eu une couleur blanc crème, et ça a dû être incroyable.”

Les données sur la pierre 58 peuvent être appliquées à la plupart des autres sarsens et à leur origine : dans un Article 2020 publié dans Avancées scientifiques, Nash et ses collègues ont découvert que Stone 58 est géochimiquement similaire et représentatif de 50 des 52 sarsens restants à Stonehenge. Ces sarsens partagent des signatures géochimiques avec les sarsens de West Woods dans le Wiltshire, à environ 25 kilomètres au nord de Stonehenge, la source la plus probable des pierres.

La nouvelle étude jette également les bases de futures recherches en rendant toutes les données accessibles en libre accès.

“On nous donnait essentiellement accès à un échantillon absolument unique qui était d’importance nationale”, a déclaré Nash. « Et ce que nous voulions nous assurer de l’avoir fait, c’était de l’analyser à l’aide de toutes les techniques modernes que nous pouvions, avec l’idée que pour les études futures de Stonehenge, si d’autres personnes font plus de travail… il y avait une grande suite de données que les gens pourrait utiliser.”

« En ayant accès à cette pierre, vous réalisez que vous êtes vraiment privilégié de pouvoir faire ce travail », a-t-il ajouté. « Donc, vous voulez le faire correctement parce que vous ne pouvez pas revenir en arrière. »

—Richard J. Sima (@richardsima), écrivain scientifique