Algérie), Et Son Possible Impact Sur Les Activités Des Hominidés, Il Y a 1,7 Ma

+ Models ANTHRO-2630; No. of Pages 17

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Article original Mise en évidence d’un changement climatique dans le site pléistocène inférieur d’El Kherba (Algérie), et son possible impact sur les activités des hominidés, il y a 1,7 Ma

Evidence of climate change in the lower Pleistocene site of El Kherba (Algeria) and its possible impact on hominid activities, at 1.7 Ma Mohamed Sahnouni a,*,b,c, Melanie Everet d, Jan Van der Made e, Zoheir Harichane b a Centro Nacional de Investigación sobre la Evolución Humana (CENIEH), Burgos, Espagne b Centre National de Recherches Préhistoriques, Anthropologiques et Historiques (CNRPAH), Alger, Algérie c Stone Age Institute, CRAFT Research Center, Indiana University, Bloomington, Indiana, États-Unis d Chevron Energy Technology Company, Texas, États-Unis e Museo Nacional de Ciencias Naturales (MNCN), Consejo Superior de Investigaciones Cientíﬁcas (CSIC), Madrid, Espagne

Résumé Nouvellement découvert, le site d’El Kherba fait partie du complexe des sites plio-pléistocènes d’Ain Hanech (Algérie). Les fouilles archéologiques menées dans ce site ont livré une faune fossile associée à une riche industrie lithique recueillies dans trois niveaux archéologiques distincts. La faune est de type savane comprenant éléphants, hippopotames, rhinocéros, équidés, suidés, grands et petits bovidés, giraﬁdés, carnivores, lagomorphes, et crocodiles. L’industrie lithique est oldowayenne (Mode I) similaire à celles découvertes dans les sites d’Afrique orientale. L’âge du site est estimé à 1,7 millions d’années (Ma). Un des aspects des travaux conduits à El Kherba est la reconstitution de l’écologie du site en rapport avec le comportement des hominidés. Les faunes suggèrent un paysage ouvert et sec, en particulier durant le niveau

Pour citer cet article : Sahnouni, M., et al., Mise en évidence d’un changement climatique dans le site pléistocène inférieur d’El Kherba (Algérie), et son possible impact sur les activités des hominidés, il y a 1,7 Ma. L’Anthropologie (2017), http://dx.doi.org/10.1016/j.anthro.2017.03.015 + Models ANTHRO-2630; No. of Pages 17

2 M. Sahnouni et al. / L’anthropologie xxx (2017) xxx–xxx archéologique A, corroboré par les analyses des isotopes stables du carbone (d13C) dans les carbonates pédogéniques tout au long du proﬁl stratigraphique d’El Kherba. L’ouverture du milieu s’est accompagnée par un accroissement temporel de l’aridiﬁcation qui semble avoir eu des effets négatifs sur les activités des hominidés, particulièrement durant le niveau A. # 2017 Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés.

Mots clés : Paléoécologie ; Pléistocène inférieur ; Oldowayen ; El Kherba ; Afrique du nord

Abstract Recently discovered, the site of El Kherba is part of the Plio-Pleistocene site complex of Ain Hanech (Algeria). The archaeological excavations conducted at this site have yielded a fossil fauna associated with a rich lithic industry recovered from three distinct archaeological levels. The fauna is savanna type comprising elephants, hippopotamus, rhinoceros, equids, suids, large and small bovids, girafids, carnivores, lago- morphs, and crocodiles. The lithic industry is Oldowan (Mode I technology) similar to the one known from East African Plio-Pleistocene sites. The site is estimated to date to 1.7 million years ago (Ma). One of the research aspects undertaken at the site is the reconstruction of the prevailing ecology relative to hominid behavior. The fauna suggests an open and arid landscape, in particular during the archaeological level A, corroborated by carbon stable isotope (d13C) analysis of pedogenic carbonates along the El Kherba stratigraphic profile. The open environment is correlated with an increasing temporal aridification, which seemingly impacted negatively hominid foraging activities, particularly during level A. # 2017 Elsevier Masson SAS. All rights reserved.

Keywords: Paleoecology; Early Pleistocene; Oldowan; El Kherba; North Africa

1. Introduction

Les données disponibles sur l’écologie des hominidés plio-pléistocènes en relation avec leurs activités comportementales émanent principalement d’études d’un certain nombre de sites d’Afrique Orientale. Les études géologiques, paléontologiques et paléobotaniques effectuées à Hadar et Omo (Éthiopie), Olduvai (Tanzanie) et Koobi Fora (Kenya) ont permis aux chercheurs de reconstituer les milieux physiques et écologiques d’Afrique de l’Est dans lesquels les premiers hominidés ont évolué (Hay, 1976 ; Vrba, 1980 ; Vincens, 1982 ; Wesselman, 1984 ; Deschamps et Maes, 1985 ; Feibel et al., 1991 ; Bonnefille, 1994 ; Bonnefille et al., 2004). Des études géochimiques des isotopes de paléosols ont ensuite été intégrées dans les recherches paléoanthropologiques pour reconstituer la paléovégétation des sites à hominidés dans le but de déterminer la proportion de prairies tropicales (plantes en C4) par rapport à la végétation forestière (plantes en C3)(Cerling et al., 1988 ; Quade et al., 2004 ; Kingston et al., 1994). En outre, des isotopes stables de carbone de matière organique et de carbonates pédogéniques de paléosols ont été utilisés pour déterminer les préférences d’habitat des hominidés en Afrique de l’Est en relation avec leurs activités comportementales notamment la recherche de nourriture et de l’utilisation des ressources (Sikes, 1994 ; Sikes et al., 1999). Enfin, les contextes paléogéographiques des sites archéologiques plio-pléistocènes sont utilisés pour discerner des schémas d’activités dans divers milieux écologiques adoptés par les hominidés (Blumenschine et Masao, 1991 ; Stern, 1991 ; Rogers et al., 1994 ; Potts et al., 1999). Dans le but d’élargir à l’Afrique du Nord les reconstitutions environnementales des sites paléolithiques plio-pléistocènes, des études paléoécologiques sont entièrement intégrées dans les

M. Sahnouni et al. / L’anthropologie xxx (2017) xxx–xxx 3 recherches actuellement menées dans les dépôts plio-pléistocènes d’Ain Hanech, situés dans les Hauts Plateaux d’Algérie Orientale, près de Sétif. Les dépôts d’Ain Hanech renferment de nombreux sites paléontologiques et archéologiques dont le site classique d’Ain Hanech et celui d’El Kherba, récemment découvert. Le site d’Ain Hanech et celui d’El Kherba attestent actuellement la plus ancienne occupation humaine en Afrique du Nord, datée d’environ 1,8– 1,7 Ma (Sahnouni et de Heinzelin, 1998 ; Sahnouni et al., 2002, 2004 ; Parés et al., 2014). Les nouvelles recherches conduites dans la région d’Ain Hanech portent sur la stratigraphie et la recherche de critères chronologiques, la nature de l’association des ossements et de l’industrie lithique, ainsi que leurs implications paléoécologiques et comportementales. Cet article met l’accent sur la reconstitution de l’écologie du Pléistocène inférieur d’El Kherba en se basant sur la faune fossile recueillie dans les fouilles et les analyses d’isotopes stables du carbone des carbonates pédogéniques, où un changement environnemental est mis en évidence. Le site classique d’Ain Hanech contemporain semble aussi reﬂéter ce changement environnemental. Les implications de ce changement climatique sur les activités comportementales des hominidés seront soulignées.

2. Cadre stratigraphique et chronologique

Le site d’El Kherba est contenu dans la Formation d’Ain Hanech qui constitue une séquence de dépôts de 30 m d’épaisseur (Sahnouni et de Heinzelin, 1998). Elle est formée de six unités cyclothémiques, essentiellement d’origine fluviatile, dénommées de O à T. Un dépôt de croûtes calcaires scelle la séquence (Fig. 1). En s’appuyant sur des preuves altimétriques et stratigraphiques, les sites d’El Kherba et le site classique d’Ain Hanech sont corrélés avec l’Unité T de la même formation. El Kherba représente une extension latérale du site classique d’Ain Hanech ; ils sont vraisemblablement contemporains. Le profil stratigraphique d’El Kherba est de 3,5 m d’épaisseur. La couche archéologique est caractérisée par un mélange de sédiments totalement perturbés, non classés, et devenant moins grossiers vers le sommet. Des graviers roulés et angulaires, des artefacts lithiques et des ossements en diverses positions sont contenus dans une matrice limoneuse panachée avec des mottes de carbonate plus ou moins décalcifiées. Vers le sommet les sédiments se caractérisent par de plus grandes structures panachées et par la présence de traces organiques et de piétinement suggérant glissement et écoulement. À 0,60 m de profondeur, les sédiments sont jaunes à marrons très pâles, jaunes rougeâtres et blancs purs ; à 1,10 m ils sont gris clairs et plus réduits, et blancs purs. Les restes osseux et lithiques proviennent de trois niveaux archéologiques distincts : A, B et C (Fig. 2)(Sahnouni et al., 2002). La majeure partie du matériel archéologique est contenue dans le niveau B (1347 restes), un dépôt de plaine d’inondation composé principalement de limons et d’argiles avec graviers et grains calciques, déposés au-dessus d’un conglomérat de 20 cm d’épaisseur caractérisé par des graviers de différentes tailles et formes. Le niveau A est le plus épais, mais le moins riche en matériel archéologique. Des analyses paléomagnétiques, effectuées sur des sédiments prélevés tout au long de la Formation d’Ain Hanech (Coupe de Référence) ainsi que des dépôts sédimentaires d’El Kherba et du site classique d’Ain Hanech, révèlent une succession de polarités magnétiques (I-N-I) allant de la polarité inverse (I) dans les dépôts du bas (Unités O, P, et Q) suivie de la polarité normale (N) dans les Unités R, S ainsi qu’à la base de l’Unité Tet de la polarité inverse (I) de nouveau dans le reste de l’Unité T et le dépôt des croûtes calcaires renfermant des artefacts acheuléens (Fig. 1). La polarité normale est observée sur 6 m d’épaisseur ; et les dépôts archéologiques d’El Kherba et d’Ain Hanech sont situés vers le sommet de cette polarité normale. Étant donné le caractère

4[(Fig._1)TD$IG] M. Sahnouni et al. / L’anthropologie xxx (2017) xxx–xxx

Fig. 1. Position stratigraphique et magnétostratigraphique des dépôts paléontologiques et archéologiques d’Ain Hanech. Notez la position du site d’El Kherba et du site classique d’Ain Hanech vers le sommet du subchron d’Oduvai. Stratigraphic and magnetostratigraphic position of Ain Hanech paleontological and archaeological deposits. Note the position of El Kherba and Ain Hanech classic sites towards the top of the Olduvai subchron. Modiﬁée d’après Parés et al., 2014. très ancien de la faune de vertébrés associée (Arambourg, 1970, 1979 ; Coppens, 1972 ; Sahnouni et Van der Made, 2009), la polarité normale est interprétée comme celle du subchron Olduvai (1,77 et 1,94 Ma) plutôt que celle subchron de Jaramillo (0,98–1,07 Ma) (Parés et al., 2014). La corrélation avec le subchron d’Olduvai est fortement corroborée par la biostratigraphie des faunes des grands mammifères. Parmi les taxons recueillis dans le site d’El Kherba et le site contemporain d’Ain Hanech, le proboscidien Anancus et le suidé Kolpochoerus heseloni sont pertinents pour préciser la biochronologie des niveaux archéologiques d’El Kherba. Les restes d’Anancus du site contemporain d’Ain Hanech (il est aussi présent dans les dépôts plus anciens d’Ain Boucherit) représentent les dernières traces de ce genre en Afrique. Sa dernière apparition est datée de 1,8 Ma (Sahnouni et al., 2010) ; il n’y a aucune preuve montrant qu’il a survécu durant le Pléistocène. K. heseloni a évolué en K. oldowayensis, qui se caractérise par des

[(Fig._2)TD$IG] M. Sahnouni et al. / L’anthropologie xxx (2017) xxx–xxx 5

Fig. 2. Niveaux archéologiques A, B et C mis en évidence à El Kherba. Les mêmes niveaux sont reconnus à Ain Hanech. Notez que le niveau C est peu représentatif du fait de son exploration limitée à travers des fouilles par sondage. Archaeological levels A, B and C evidenced at El Kherba. The same levels are recognized at Ain Hanech. Note that the level C is less representative due to its limited exploration through test trench excavations. troisièmes molaires à couronnes hautes et basses et avec plus de lobes distaux. Cette évolution a eu lieu entre les Beds I et II à Olduvai, entre les Membres H et J de la Shungura Fm, entre les Membres Kaitio et Natoo de Nachukui Fm, et entre les Membres du KBS et Okote de la Koobi Fora Fm (Kenya) (Sahnouni et al., 2002, 2004 ; Van der Made, 2005). La transition entre les deux espèces se situe donc autour de 1,7–1,8 Ma. La combinaison des données paléomagnétiques avec la présence de ces taxons à El Kherba et Ain Hanech conﬁrme un âge du début du Pléistocène estimé à 1,7–1,8 Ma (Sahnouni et al., 1996, 2002, 2004, 2013b ; Sahnouni et de Heinzelin, 1998 ; Parés et al., 2014).

3. L’industrie lithique

Les fouilles ont livré un total de 811 artefacts lithiques (éléments < 2 cm non compris) à El Kherba. Ce décompte se répartit comme suit : Niveau C : n = 97 (11,96 %), Niveau B : n = 428 (52,77 %), et Niveau A : n = 286 (35,26 %). Une industrie similaire voire même identique est recueillie dans le site classique d’Ain Hanech totalisant 1082 pièces. Elle est distribuée comme suit : Niveau C : n = 31 (2,86 %), Niveau B : n = 809 (74,76 %), et Niveau A : n = 242 (22,36 %) (Tableau 1). Dans les deux sites l’assemblage du niveau C, produit d’un sondage, est peu représentatif ; ce qui n’est pas le cas de l’assemblage du niveau B qui est le plus abondant. L’industrie est formée des catégories suivantes : galets taillés et nucleus 26,51 %, éclats entiers 27,89 %, pièces retouchées 17,85 %, et fragments variés 27,73 %.

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Tableau 1 Présentation de l’industrie lithique d’El Kherba et du contemporain site classique d’Ain Hanech selon les catégories d’industrie et niveaux archéologiques. Lithic assemblage of El Kherba and the coeval site of Aïn Hanech according to class of industry and archaeological levels. Niveaux G.T./Nucleus Éclats entiers Retouchés Fragments Total n % n % n % n % n % KH-A 37 4,56 91 11,22 72 8,87 86 10,6 286 35,26 KH-B 133 16,39 142 17,5 45 5,54 108 13,31 428 52,77 KH-C 52 6,41 23 2,83 5 0,61 17 2,09 97 11,96 Sous-Total 222 27,37 256 31,56 122 15,04 211 26,01 811 100 AH-A 62 5,73 72 6,65 37 3,41 71 6,56 242 22,36 AH-B 212 19,59 194 17,92 164 15,15 239 22,08 809 74,76 AH-C 6 0,55 6 0,55 15 1,38 4 0,36 31 2,86 Sous-Total 280 25,8 272 25,13 216 19,96 314 29,02 1082 100 G.T. : galets taillés ; KH-A, KH-B, KH-C : niveaux d’El Kherba A, B, et C ; AH-A, AH-B, AH-C : niveaux d’Ain Hanech A, B, et C.

La chaîne opératoire suivie par les Oldowayens d’El Kherba et d’Ain Hanech indique l’utilisation d’une technologie simple et opportuniste. Elle consiste en l’exploitation du silex (56 %) et du calcaire (43 %) recueillis dans les lits de rivières et de chenaux en deux variétés de support. La première variété représente d’épais galets exploités pour la production d’éclats et la conﬁguration de formes variées sur galets. Des éclats et fragments résultant de la taille de ces galets calcaires ont servi de supports pour leur transformation sommaire en racloirs, denticulés et encoches. La seconde variété comporte des petits galets en silex (< 6 cm) sans doute réservés au débitage des éclats. Les nucleus en silex sont petits et modérément exploités. À la différence des produits en calcaires, de nombreux éclats et fragments ont été modiﬁés en outils. Si l’on se base sur la typologie de Leakey (1971), l’industrie lithique comprend une variété d’artefacts tels que les galets taillés unifaces et bifaces (choppers), polyèdres, subspheroïdes, sphéroïdes, éclats entiers, pièces retouchées essentiellement en racloirs et denticulés (Fig. 3) (pour plus de détails voir Sahnouni, 1993, 1998, 2006). Elle peut être considérée comme une variante de la tradition oldowayenne en Afrique du Nord.

4. Activités de subsistance

L’acquisition de la subsistance a vraisemblablement représenté une activité majeure dans le comportement des hominidés d’El Kherba (Sahnouni et al., 2013a). Les preuves de cette activité sont particulièrement visibles à travers les modiﬁcations des surfaces des ossements, engendrées par les outils lithiques lors du traitement des carcasses animales, et les traces d’utilisation préservées sur quelques outils lithiques en silex (Fig. 4). Les modiﬁcations des surfaces des ossements sont de deux types : les traces de découpe et les fractures intentionnelles. L’examen minutieux des surfaces des ossements fossiles recueillis dans le site d’El Kherba a permis de mettre en évidence la présence de traces de découpe produites par les tranchants des outils lithiques lors du traitement de la biomasse animale par les hominidés. Des traces de découpe évidentes ont été reconnues sur 12 ossements. Elles mesurent entre 33,2 mm et 3,4 mm. Ces traces conservent encore une section en forme de Vaccompagnée de stries secondaires (Fig. 4a). Elles sont isolées, mais sont aussi présentes en groupe de deux ou quatre localisées sur des parties médianes des os des membres et sur des os de bassin d’animaux de grande et moyenne taille. Il est

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Fig. 3. Industrie oldowayenne recueillie dans le site d’El Kherba ; 1 : galet taillé uniface ; 2 : polyèdre ; 3 : éclat entier calcaire ; 4 : éclat entier silex ; 5–6 : pièces retouches silex. Oldowan industry excavated at El Kherba site; 1: unifacial flaked cobble; 2: polyhedron; 3: whole flake made of limestone; 4: whole flake made of flint; 5–6: retouched pieces made of flint.

à noter aussi la présence d’un fragment d’os probablement d’un hippopotame, exhibant une marque de découpe superposée par un croc de dent de carnivore dont la section est en forme de U. La présence d’ossements fracturés intentionnellement accompagnés d’éclats d’os d’impact indique l’extraction de la moelle par les hominidés. Les ossements fracturés sont des fragments d’humérus d’animaux de taille moyenne et un fragment de radius d’un petit animal porte des enlèvements à percussion conchoïdale. Les éclats en os portant des impacts exhibent les mêmes traits de percussion caractérisant les éclats lithiques (Fig. 4b). En ce qui concerne les traces d’utilisation, l’examen au microscope optique et électronique à balayage (MEB) a révélé la présence de polis de viande sur 23 spécimens, aussi bien sur des éclats entiers simples que sur des racloirs-denticulés, prouvant ainsi leur utilisation dans l’acquisition de la viande animale (Fig. 4cetd)(Sahnouni et al., 2013a). Ces polis ne pénètrent pas les surfaces et se localisent seulement sur les bords et particulièrement au niveau des parties tranchantes, indiquant des actions de boucherie.

5. Paléoécologie du site d’El Kherba

Aﬁn de reconstituer le cadre paléoenvironnemental et paléoécologique des dépôts plio- pléistocènes d’Ain Hanech, des études stratigraphiques, fauniques, sédimentologiques et

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Fig. 4. Preuves d’activité de subsistance dans le site d’El Kherba ; a : traces de découpe sur un fragment de côte d’hippopotame ; b : éclat osseux d’impact de percussion ; c–d : éclats entiers en silex portant des polis de viande. Evidence of subsistence activities at El Kherba site; a: cutmarks on a hippopotamus rib fragment; b: bone flakes of percussion impact; c–d: whole flakes made of flint bearing meat polishes. isotopiques ont été effectuées. Les analyses stratigraphiques et sédimentologiques signalent que le site d’El Kherba s’est formé dans un milieu de plaine d’inondation fluviatile (Sahnouni et de Heinzelin, 1998). Les profils stratigraphiques d’Ain Hanech et d’El Kherba sont complémen- taires, passant latéralement d’un bord de rivière peu profonde à Ain Hanech à un bord marécageux à El Kherba. Le Tableau 2 présente la liste des taxons fauniques recueillis dans les localités d’El Kherba et d’Ain Hanech. La faune est de type savane et comprend des proboscidiens, équidés, rhinocéros, hippopotame, petits et grands bovidés, giraffidé, suidés et carnivores, lagomorphes, crocodiles et tortues. Les assemblages fauniques d’El Kherba et d’Ain Hanech diffèrent avec ceux relativement plus anciens d’Ain Boucherit. La différence la plus notable est la présence de Giraffa pomeli à Ain Hanech et l’absence de Parantidorcas dans ce même site. L’autre différence enregistrée entre les deux sites concerne Equus qui n’est pas particulièrement abondant à Ain Boucherit, alors qu’il est le plus abondant à Ain Hanech et à El Kherba. Equus est un vrai brouteur adapté aux environnements ouverts. Les Alcelaphini forment une partie importante des faunes d’Ain Boucherit, d’Ain Hanech et d’El Kherba. Ils sont principalement représentés par Oreonagor àAinBoucheritetparNumidocapra àAin Hanech et à El Kherba. Ces deux Alcelaphini ont des tailles de métapodes proches les uns des autres et de celle d’Alcelaphus (Sahnouni et al., 2011) ; ce qui induit une possible écologie similaire. La présence de Parantidorcas à Ain Boucherit et son absence ou rareté à Ain Hanech et El Kherba est d’un intérêt particulier. Parantidorcas est une petite antilope avec des chevilles osseuses relativement grandes et torsadées. C’est un petit bovidé comparable à ceux des groupes écologiques B et C de Jarman (1974), qui sont de petits bovidés territoriaux

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Tableau 2 Liste des taxons fauniques recueillis dans les localités d’El Kherba et d’Ain Hanech (Sahnouni et Van der Made, 2009 ; Van der Made et Sahnouni, 2013). List of faunal taxons unearthed from El Kherba and Aïn Hanech (Sahnouni and Van der Made, 2009; Van der Made and Sahnouni, 2013). Taxon El Kherba Ain Hanech Gasteropoda X Mauremys X Crocodylia X Struthio barbarus X Canis primaevus X Canis cfr. atrox X Crocuta crocuta X Panthera sp. X Felis? X Lagomorpha X Anancus X Elephas moghrebiensis XX Hipparion libycum X Equus cf. numidicus XX Equus tabeti XX Ceratotherium simum XX ‘‘Dicerorhinus’’ africanus X? Hippopotamus gorgops XX Kolpochoerus heseloni XX Sivatherium maurusium XX ‘‘Giraffa’’ pomeli XX Bos praeafricanus X Pelorovis howelli X Numidocapra crassicornis XX Gazella pomeli XX Oryx eleulmensis X Alcelaphini? X principalement brouteurs. De tels bovidés tendent à vivre dans des environnements qui ne sont pas entièrement ouverts. Dans l’ensemble, les faunes suggèrent un paysage plus ou moins ouvert à Ain Boucherit et qui devient encore plus ouvert à Ain Hanech et à El Kherba. La présence de points d’eau permanents est indiquée par d’importants restes d’hippopotames, particulièrement dans ces derniers sites. Cet animal très inféodé à l’eau, a besoin d’une présence d’eau sufﬁsamment profonde (1,5 m) durant toute l’année. D’autres restes aquatiques comme le crocodile et la tortue (Mauremys)ont été aussi recueillis à Ain Boucherit et à El Kherba. Le changement dans la composition de la faune d’El Kherba et du site classique d’Ain Hanech suggère une ouverture croissante du paysage.

6. Mise en évidence d’un changement climatique

Des carbonates pédogéniques ont été analysés à El Kherba pour la reconstitution de la paléovégétation et du climat prédominant durant les activités des hominidés. Les détails de cette étude qui est présentée ici de façon sommaire, sont disponibles dans des travaux récents (Everett, 2009 ; Sahnouni et al., 2011). Plusieurs échantillons de carbonates pédogéniques ont été prélevés

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Fig. 5. Paléoécologie d’El Kherba par rapport à l’écosystème actuel de savane d’Afrique Orientale. El Kherba paleoecology relative to the current East African savanna ecosystem. le long du profil stratigraphique du site d’El Kherba (de À2,82 m à À5,25 m de profondeur). Les échantillons ont fait l’objet d’analyses d’isotopes stables du carbone (d13C) dont les valeurs varient de À9,07 % à À7,49 % avec une moyenne de À8,43 % (écart-type 0,49 %). Ces données, qui montrent une tendance générale de décroissance des valeurs du d13C en fonction de la profondeur de la stratigraphie, suggèrent que le profil stratigraphique d’El Kherba enregistre les variations de l’entrée de la matière organique au fil du temps ce qui est compatible avec la tendance continentale générale d’une aridification croissante et d’une expansion des prairies durant le Plio-Pléistocène. Le pourcentage de la biomasse végétale C4, qui varie de 21 à 33 %, est estimé à partir des valeurs d13C des carbonates pédogéniques d’El Kherba, tenant compte des valeurs moyennes modernes du carbone isotopique pour les carbonates du sol formés en équilibre avec une végétation tropicale de type C4 et C3, semi-aride à subhumide d’Afrique Orientale. En se basant sur le modèle d’écosystème de savane d’Afrique Orientale, ces pourcentages suggèrent que l’environnement d’El Kherba varie du presque pur milieu boisé C3 à une savane-forêt mixte C3/C4 (Fig. 5). Il est cependant probable qu’un tel modèle de savane ne puisse expliquer entièrement le paléoécosystème d’El Kherba. En effet, Le Houérou (1997) fait valoir qu’un régime méditerranéen floral semi-aride à semi-humide pourrait avoir coexisté avec une végétation afro-tropicale typique dès 2 Ma.

7. Impact du changement climatique sur les activités des hominidés

Les données isotopiques du d13C suggèrent que la paléovégétation d’El Kherba est composée principalement de végétation de type C3, à la fois boisée et graminée. Ces mêmes données indiquent aussi clairement une forte tendance positive de l’augmentation du d13C à travers le temps, suggérant un accroissement temporel de la végétation de type C4 et une aridiﬁcation croissante comme le montrent les données du d18O des carbonates pédogéniques. Le changement de quelques taxons fauniques dans la séquence à El Kherba et à Ain Hanech corrobore l’ouverture du milieu. En effet, on enregistre la présence d’un plus grand nombre de bovinés hypsodontes, l’abondance des équidés, et la disparition d’une petite antilope. En corrélant avec le

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Fig. 6. Diagramme des valeurs d’isotopes des carbonates pédogéniques du carbone stable (A) et de l’oxygène stable (B) d’El Kherba représentées par rapport aux principaux intervalles microstratigraphiques et aux niveaux archéologiques. Diagram showing isotope values of pedogenic carbonates for stable-carbon (A) and for stable oxygen (B) from El Kherba, represented relative to main microstratigraphic intervals and archaeological levels. profil stratigraphique archéologique d’El Kherba, nous remarquons que l’ouverture progressive du milieu et l’aridité croissante sont clairement associées avec le niveau A, bien qu’elles soient légèrement visibles dès le niveau B (Fig. 6). Si cette corrélation est vraie, contrairement à leurs prédécesseurs du niveau B, les hominidés du niveau A ont évolué dans un milieu ouvert et aride. Un habitat ouvert aurait offert moins de ressources alimentaires par opposition à un habitat fermé où elles auraient été largement plus abondantes. En effet, en se basant sur des études isotopiques du carbone de paléosol, Sikes (1994) a mis en évidence l’existence d’un habitat fermé telle une forêt riveraine dans la partie basale du Bed II ( 1,74 Ma) à Olduvai, qui aurait offert aux hominidés de grandes opportunités d’accès aux ressources alimentaires variées en contraste à un milieu de prairie type C4 avec des ressources de nourriture rares et disséminées. L’auteur est parvenu à cette conclusion en testant l’hypothèse du comportement des hominidés dans la recherche de la nourriture où un habitat boisé C3 essentiellement fermé serait associé à une plus forte densité de sites archéologiques. En revanche, un environnement de prairies ouvertes serait en corrélation avec la diffusion et l’éparpillement de sites archéologiques. Une question d’intérêt qui mérite d’être soulevée ici est de savoir si l’épisode de l’ouverture de l’environnement et de l’aridification croissante détecté à El Kherba a influencé les activités comportementales des hominidés durant le niveau A. Le Tableau 3 présente les données de densité des objets lithiques et osseux mis au jour dans les niveaux archéologiques d’El Kherba et d’Ain Hanech vu que les deux sites sont contemporains. Les données du niveau C ne sont pas représentatives et ne sont présentées qu’à titre d’information puisque ce niveau a été très peu exploré à travers des sondages stratigraphiques. Comme le montrent les données, le niveau B est de loin le plus riche dans les deux sites. À El Kherba, la densité des objets archéologiques du niveau B est largement plus élevée que celle du niveau A avec près de 19 objets/m3 pour une

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Tableau 3 Densité des ossements et artefacts lithiques recueillis dans les niveaux archéologiques d’El Kherba et d’Ain Hanech (Niveaux d’El Kherba : KH-A, KH-B, KH-C ; Niveaux d’Ain Hanech : AH-A, AH-B). Bones and lithic artefacts density from El Kherba (KH-A, KH-B, KH-C) and Aïn Hanech (AH-A, AH-B) archaeological levels. Niveaux Surface Profondeur Volume Densité Densité Densité totale (m2) (m) (m3) os/m3 lithiques/m3 (restes/m3) KH-A 347 0,70 249,9 1,29 1,14 2,43 KH-B 216 0,40 86,4 13,85 4,95 18,8 KH-C 76 0,50 38 0,42 2,55 2,97 AH-A 118 0,70 82,6 4,34 2,92 7,26 AH-B 118 0,40 47,2 17,23 17,13 34,36 AH-C 4 0,50 2 15,5 5 20,5 surface fouillée de 216 m2 et 86,4 m3 de sédiments enlevés. De façon similaire, à Ain Hanech la densité des objets archéologiques dans le niveau B totalise un peu plus de 34 restes par m3 (avec autant d’ossements fossiles que d’artefacts lithiques/m3) pour une surface fouillée de 118 m2 et juste 47,2 m3 de sédiments enlevés. En dépit des grandes surfaces fouillées et de l’énorme volume de sédiments dégagé (249,9 m3) dans le niveau A, la densité des objets archéologiques dans ce niveau d’occupation est nettement inférieure à celle du niveau B avec seulement un peu plus de 2 objets par m3 pour El Kherba et de 7 objets par m3 pour Ain Hanech. La densité des ossements fossiles et des outils lithiques est relativement similaire dans ce niveau dans les deux sites (Fig. 7). À l’instar des artefacts lithiques, le niveau archéologique A est rare en restes fossiles mammifères. En se basant sur les données faunistiques d’Ain Hanech, le niveau A comprend seulement 18,74 % contre 81,25 % pour le niveau B du total des ossements fossiles recueillis dans ce site. De même, le niveau A est plus pauvre que le niveau B en parties anatomiques représentées (Fig. 8). En effet, alors que toutes les parties anatomiques sont représentées dans le niveau B, le niveau A est dépourvu de certains éléments du squelette, tels que les mandibules et les os du carpe et du tarse (Kandi, 2008). En outre, bien que les deux niveaux comprennent les mêmes taxons d’animaux, il y a seulement 6 individus (NMI) représentés dans le niveau A contre 10 pour le niveau B. Les os portant des traces de découpe sont également peu nombreux dans le niveau A avec moins de 1 % (5 exemplaires), alors qu’ils sont de 6,22 % (37 exemplaires) dans le niveau B. Les os portant des fractures intentionnelles sont à peine présents dans le niveau A avec 21,17 % alors que dans le niveau B ils sont largement plus nombreux avec 78,82 %. En somme, une nette différence est observée dans la densité du matériel archéologique entre les niveaux A et B aussi bien à El Kherba qu’à Ain Hanech. Alors qu’ossements et outils lithiques sont abondants dans le niveau archéologique B, ils sont peu nombreux et dispersés dans le niveau A. La disparité en densité peut être liée à des différences paléoenvironnementales, ayant des incidences sur les activités de recherche de nourriture des hominidés. Les données fauniques et isotopiques suggèrent que le niveau B à El Kherba consistait en un milieu essentiellement fermé à végétation en C3 probablement de type riverain, avec de vastes étendues de terrain plat et un réseau de chenaux ﬂuviatiles dans lesquels les hominidés s’approvisionnaient en ressources diverses. Ce type de milieu aurait fourni aux hominidés d’amples possibilités d’accès à des plantes comestibles et à de la biomasse animale (Sikes, 1994). De tels milieux riverains auraient constitué pour les hominidés une source de matière première pour la fabrication et l’utilisation des outils lithiques, et pour l’acquisition de la viande, les mammifères étant attirés par l’eau. En

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Fig. 7. Diagrammes de la densité des restes archéologiques d’El Kherba et d’Ain Hanech. A. Industrie lithique. B. Restes osseux. Diagrams showing the density of archaeological remains of El Kherba and Ain Hanech. A. Lithic industry. B. Bone remains. outre, les arbres leur auraient fourni l’ombre et la protection contre les prédateurs carnivores. En revanche, les données indiquent que, durant le niveau A, l’environnement était de plus en plus ouvert et aride. Ce type d’habitat aurait représenté autant de contraintes, comme le manque de possibilités d’accès à l’approvisionnement en nourriture et en eau à cause de leur diffusion et

14[(Fig._8)TD$IG] M. Sahnouni et al. / L’anthropologie xxx (2017) xxx–xxx

Fig. 8. Diagramme de la représentation squelettique des assemblages fauniques d’Ain Hanech. Diagram showing anatomical representation of Ain Hanech faunal assemblages.

rareté, ainsi que le haut risque quant à l’acquisition de la viande en raison de la concurrence avec les carnivores (Sikes, 1994).

8. Conclusion

Cet article propose une reconstitution du cadre écologique du site du Pléistocène inférieur d’El Kherba (Algérie) en rapport avec les activités comportementales des premiers humains ayant habité cette région d’Afrique du Nord il y a 1,7 Ma. La reconstitution de l’écologie du site est basée sur les faunes recueillies dans les fouilles et les isotopes stables du carbone des carbonates pédogénétiques. La faune suggère un environnement ouvert et sec par la présence de plusieurs bovinés hypsodontes, l’abondance des équidés, et la disparition de l’antilope Parantidorcas, qui est adaptée à un habitat moins ouvert dans les niveaux légèrement plus anciens d’Ain Boucherit. Cependant, la présence de l’hippopotame, le crocodile et la tortue aquatique indique l’existence de points d’eau permanents. L’analyse isotopique du carbone stable des carbonates pédogénétiques indique que la biomasse végétale à El Kherba est principalement composée de végétation de type C3, à la fois 13 boisée et graminée. En outre, les valeurs d CPC des carbonates pédogénétiques montrent une 13 forte tendance positive de l’augmentation d CPC à travers le temps, qui peut être partiellement expliquée par une légère augmentation de la végétation en C4, ainsi que l’augmentation des effets d’enrichissement en raison de la faible respiration du sol. Une tendance similaire, quoique plus 18 faible, est mise en évidence par les données d OPC attribuée à une aridiﬁcation croissante à travers le temps.

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L’augmentation temporelle de la végétation en C4 et l’aridification croissante détectées à El Kherba pourrait avoir influencé les activités comportementales des hominidés. L’ouverture du paysage et de l’aridité du climat a eu lieu principalement durant le niveau archéologique A. Cet habitat ouvert et aride aurait limité les capacités des hominidés dans leur recherche de la nourriture et les aurait exposés à de nombreuses contraintes telles que le risque des prédateurs carnivores et le manque de possibilités d’accès à l’approvisionnement en nourriture et en eau en raison de leur rareté dans l’environnement. Ces contraintes sont vraisemblablement reflétées par la faible densité du matériel archéologique du niveau A d’El Kherba et du site classique d’Ain Hanech contemporain. En revanche, le niveau B est très abondant en outils lithiques et ossements fossiles en raison du milieu riverain relativement fermé fournissant aux hominidés d’amples ressources alimentaires et de matières premières.

Remerciements

Les auteurs remercient les institutions pour leur appui à la réalisation des travaux de recherche dans le site d’El Kherba, notamment le Ministère de la Culture, le Centre National de Recherches Préhistoriques, Anthropologiques et Historiques (CNRPAH) et l’Université de Sétif 2 (Algérie) ; CENIEH, MINECO (Projet HAR2013-41351-P) et MICINN (Projet CGL2012-38434-C03-02) AECID (Projet A1/035657/11) (Espagne) ; Subventions de Synthesys (Projets DE-TAF-668 et GB-TAF-4119) ; Programme Marie Curie (Projet PCIG09-GA2011-293581) (Belgique) ; Stone Age Institute, The L.S.B. Leakey Foundation, Wenner-Gren Foundation, National Science Foundation (BCS-0517984), National Geographic Society (États-Unis) ; et l’APC de Guelta Zergua de la wilaya de Sétif (Algérie).

Références

Arambourg, C., 1970. Les Vertébrés du Pléistocène de l’Afrique du Nord. Éditions du Muséum, Paris. Arambourg, C., 1979. Les Vertébrés villafranchiens d’Afrique du Nord. Fondation Singer-Polignac, Paris. Blumenschine, R.J., Masao, F.T., 1991. Living sites at Olduvai Gorge, Tanzania? Preliminary landscape archaeology results in the basal Bed II lake margin zone. J. Hum. Evol. 21, 451–462. Bonnefille, R., 1994. Palynology and paleoenvironment of East African Hominid sites. In: Corruccini, R.S., Ciohan, R.L. (Eds.), Integrative Paths to the Past, Advances in Honor of F. Clark Howell. Prentice Hall, Englewood Cliffs, pp. 415– 427. Bonnefille, R., Potts, R., Chalié, F., Jolly, D., Peyron, O., 2004. High-resolution vegetation and climate change associated with Pliocene Australopithecus afarensis. Proc. Natl. Acad. Sci. 101, 12125–12129. Cerling, T.E., Bowman, J.R., O’Neil, J.R., 1988. An isotopic study of a fluvio-lacustrine sequence: the Plio-Pleistocene Koobi Fora sequence, East Africa. Paleogeogr. Paleoclimatol. Paleoecol. 63, 335–356. Coppens, Y., 1972. Tentative de zonation du Pliocène et du Pléistocène d’Afrique par les grands mammifères. C. R. Acad. Sci. 274, 181–184. Deschamps, R., Maes, F., 1985. Essai de reconstitution des climats et des végétations de la basse vallée de l’Omo au Plio- Pléistocène à l’aide des bois fossiles. In: Coppens, Y. (Ed.), L’environnement des Hominidés au Plio-Pléistocène. Masson, Paris, pp. 175–222. Everett, M.A., 2009. Molecular and isotopic indicators of paleoenvironmental change in low-organic-carbon soils with applications to Pleistocene archaeological Sites in Greece, Algeria, and Ethiopia. (Thèse de Doctorat)Indiana University, Bloomington. Feibel, C.S., Harris, J.M., Brown, F.H., 1991. Paleoenvironmental context for the late Neogene of the Turkana Basi. In: Harris, J.M. (Ed.), Koobi Fora research project. Vol. 3: The fossil Ungulates: Geology, Fossil Artiodactyls and Paleoenvironments, Clarendon Press, Oxford, pp. 321–346. Hay, R.L., 1976. Geology of the Olduvai Gorge. University of California Press, Berkeley. Jarman, P.J., 1974. The social organization of antelope in relation to their ecology. Behavior 48, 215–267.

16 M. Sahnouni et al. / L’anthropologie xxx (2017) xxx–xxx

Kandi, N., 2008. La taphonomie du site oldowayen d’Ain Hanech, Algérie Orientale : étude préliminaire. (Thèse de Master)Université Rovira i Virgili, Tarragona, Espagne. Kingston, J.D., Marino, B.D., Hill, A., 1994. Isotopic evidence for Neogene Hominid paleoenvironments in the Kenya Rift Valley. Science 264, 955–959. Leakey, M.D., 1971. Olduvai Gorge. Volume 3. Excavations in Beds I and II, 1960–1963, Cambridge University Press, Cambridge. Le Houérou, H., 1997. Climate, flora and fauna changes in the Sahara over the past 500 million years. J. Arid Environ. 37, 619–647. Parés, J.M., Sahnouni, M., Van der Made, J., Pérez-González, A., Harichane, Z., Derradji, A., Medig, M., 2014. Early human settlements in Northern Africa: paleomagnetic evidence from the Ain Hanech Formation (northeastern Algeria). Quat. Sci. Rev. 99, 203–209. Potts, R., Behrensmeyer, A.K., Ditchfield, P., 1999. Paleolandscape variation and early Pleistocene Hominid activities: members 1 and 7, Olorgesailie Formation, Kenya. J. Hum. Evol. 37, 747–788. Quade, J., Levin, N., Semaw, S., Stout, D., Renne, P., Rogers, M., Simpson, S.W., 2004. Paleoenvironments of the earliest stone toolmakers, Gona, Ethiopia. Geol. Soc. Am. Bull. 116, 1529–1544. Rogers, M.J., Harris, J.W.K., Feibel, C.S., 1994. Changing patterns of land use by Plio-Pleistocene hominids in the Lake Turkana Basi. J. Hum. Evol. 27, 139–158. Sahnouni, M., 1993. Étude comparative des galets taillés polyédriques, subsphériques et sphériques des gisements d’Ain Hanech (Algérie Orientale) et d’Olduvai (Tanzanie). Anthropologie 97, 51–68. Sahnouni, M., 1998. The Lower Palaeolithic of the Maghreb: Excavations and Analyses at Ain Hanech, Algeria. Archaeopress, Oxford. Sahnouni, M., 2006. The North African Early Stone Age and the Sites at Ain Hanech, Algeria. The Oldowan: Case Studies into the Earliest Stone Age. Stone Age Institute Press, Bloomington77–111 (1). Sahnouni, M., de Heinzelin, J., Brown, F., Saoudi, Y., 1996. Récentes recherches dans le gisement oldowayen d’Ain Hanech, Algérie. C. R. Acad. Sci. 323, 639–644. Sahnouni, M., de Heinzelin, J., 1998. The site of Ain Hanech revisited: new investigations at this Lower Pleistocene site in Northern Algeria. J. Archaeol. Sci. 25, 1083–1101. Sahnouni, M., Hadjouis, D., Van der Made, J., Derradji, A., Canals, A., Medig, M., Belahrech, H., Harichane, Z., Rabhi, M., 2002. Further research at the Oldowan site of Ain Hanech, northeastern Algeria. J. Hum. Evol. 43, 925–937. Sahnouni, M., Hadjouis, D., Van der Made, J., Derradji, A., Canals, A., Medig, M., Belahrech, H., Harichane, Z., Rabhi, M., 2004. On the earliest human occupation in North Africa: a response to Geraads et al. J. Hum. Evol. 46, 763–775. Sahnouni, M., Van der Made, J., 2009. The Oldowan in North Africa within a biochronological framework. In: Schick, K., Toth, N. (Eds.), The Cutting Edge: New Approaches to the Archaeology of Human Origins. Stone Age Institute Press, Bloomington, pp. 179–210. Sahnouni, M., Van der Made, J., Everett, M., 2010. Early North Africa: chronology, ecology, and hominin behavior: insights from Ain Hanech and El Kherba, northeastern Algeria. Quat. Int. 223–224, 436–438. Sahnouni, M., Van der Made, J., Everett, M., 2011. Ecological background to Plio-Pleistocene hominin occupation in North Africa: the vertebrate faunas from Ain Boucherit, Ain Hanech and El Kherba, and paleosol stable-carbon- isotope studies from El Kherba, Algeria. Quat. Sci. Rev. 30, 1303–1317. Sahnouni, M., Rosell, J., Van der Made, J., Vergès, J.M., Ollé, A., Kandi, N., Harichane, Z., Derradji, A., Medig, M., 2013a. The first evidence of cut marks and usewear traces from the Plio-Pleistocene locality of El Kherba (Ain Hanech), Algeria: implications for early hominin subsistence activities circa 1.8 Ma. J. Hum. Evol. 64, 137–150. Sahnouni, M., de Heinzelin, J., Van der Made, J., Everett, M., Harichane, Z., Kandi, N., Rosell, J., Hadjouis, D., Derradji, A., Ollé, A., Vergès, J.M., Medig, M., 2013b. La séquence plio-pléistocène d’Ain Boucherit-Ain Hanech (Algérie orientale) : Biochronologie, environnements, et comportements hominidés, dans L’Afrique, berceau de l’humanité : découvertes récentes, Actes du colloque international, Sétif (Algérie) 26–28 octobre, 2009. Travaux du Centre National de Recherches Préhistoriques, Anthropologiques et Historiques, Nouvelle Série 18. 189–210. Sikes, E., 1994. Early Hominid habitat preferences in East Africa: paleosol carbon isotopic evidence. J. Hum. Evol. 27, 25–45. Sikes, E., Potts, R., Behrensmeyer, A.K., 1999. Early Pleistocene habitat in Member 1 Olorgesailie based on paleosol stable isotopes. J. Hum. Evol. 37, 721–746. Stern, D.N., 1991. The Scatter-Between-the-Patches: A Study of Early Hominid Land Use Patterns in The Turkana Basin, Kenya. (Thèse de Doctorat)Harvard University, Cambridge. Van der Made, J., 2005. La fauna del Plio-Pleistoceno. In: Carbonell, E. (Ed.), Homínidos: Las Primeras Ocupaciones de los Continentes. Ariel, Barcelona, pp. 71–102.

M. Sahnouni et al. / L’anthropologie xxx (2017) xxx–xxx 17

Van der Made, J., Sahnouni, M., 2013. Updated faunal lists for Ain Boucherit, Ain Hanech, and El Kherba sites, Algeria. Actes du colloque international, Sétif (Algérie) 26–28 octobre, 2009. Travaux du Centre National de Recherches Préhistoriques, Anthropologiques et Historiques, Nouvelle Série 18. 223–242. Vincens, A., 1982. Palynologie, environnements actuels et plio-pléistocènes à l’Est Turkana (Kenya). (Thèse de Doctorat)Université d’Aix-Marseille, Aix-Marseille. Vrba, E.S., 1980. The signiﬁcance of bovid remains as indicators of environment and predation patterns. In: Behrensmeyer, A.K., Hill, A. (Eds.), Fossils in the Making. Chicago University Press, Chicago, pp. 247–271. Wesselman, H.B., 1984. The Omo micro-mammals: systematic and paleoecology of early man sites from Ethiopia. Contrib. Vert. Evol 7, 7–219.