Contexte

Glaciations du Pléistocène

Le Paléolithique se déroule pendant le Pléistocène (2,58 millions à 11 700 ans avant le présent), époque marquée par une succession de cycles glaciaires-interglaciaires. Ces oscillations climatiques, gouvernées par les paramètres orbitaux de la Terre (cycles de Milankovitch), conditionnent la géographie, la faune disponible et les déplacements humains. Le dernier maximum glaciaire (LGM) se situe entre 26 500 et 20 000 ans avant le présent.

Pléistocène

Le Pléistocène est la première époque du Quaternaire. Il commence à 2,58 Ma avec l'intensification des cycles glaciaires (limite GSSP fixée à la base de la zone magnétique inverse de Matuyama). Il se termine à 11 700 BP avec le réchauffement holocène. Le Pléistocène se subdivise en quatre étages :

• Gélasien (2,58 → 1,80 Ma)
• Calabrien (1,80 → 0,77 Ma)
• Chibanien (0,77 → 0,13 Ma) — anciennement « Pléistocène moyen »
• Pléistocène supérieur (130 → 11,7 ka) — étage non encore officiellement nommé.

Cycles de Milankovitch

Les variations climatiques pléistocènes sont gouvernées par trois paramètres astronomiques modifiant l'insolation à la surface de la Terre :

• Excentricité de l'orbite terrestre — cycles de ~ 100 ka et 405 ka. Variation de la forme de l'orbite (de quasi-circulaire à plus elliptique).
• Obliquité de l'axe — cycle de ~ 41 ka. L'inclinaison de l'axe terrestre oscille entre 22,1° et 24,5°.
• Précession des équinoxes — cycle de ~ 19–23 ka. Position du solstice d'été par rapport à l'aphélie.

La théorie a été formulée par le mathématicien serbe Milutin Milanković dans les années 1920–1940 et confirmée à partir des années 1970 par les enregistrements isotopiques marins (Hays, Imbrie & Shackleton 1976).

Stades isotopiques marins (MIS)

Les enregistrements isotopiques de l'oxygène 18 (δ18O) dans les foraminifères marins permettent de reconstituer les variations de volume des calottes glaciaires. La séquence des stades isotopiques marins (MIS) numérote les phases climatiques : numéros impairs = phases chaudes, numéros pairs = phases froides. Les stades clés du Paléolithique :

Glaciations classiques

Les glaciations alpines classiques (Penck & Brückner 1909) restent utilisées en Europe occidentale, bien que la chronologie isotopique marine les ait largement complétées :

• Günz — ~ 1,2 → 0,7 Ma.
• Mindel — ~ 460 → 380 ka.
• Riss — ~ 200 → 130 ka.
• Würm — ~ 115 → 11,7 ka. La dernière glaciation, contemporaine du Paléolithique moyen final et de tout le Paléolithique supérieur.

D'autres terminologies régionales coexistent : Donau, Günz, Mindel, Riss, Würm en Alpes ; Elster, Saale, Weichsel en Europe du Nord ; Nebraska, Kansas, Illinois, Wisconsin en Amérique du Nord.

Dernier maximum glaciaire

Le dernier maximum glaciaire (LGM, Last Glacial Maximum) se situe entre 26 500 et 20 000 ans avant le présent. Conditions caractéristiques :

• Calotte glaciaire couvrant la Scandinavie, la Baltique, le nord des îles Britanniques, le Canada (Inlandsis laurentidien) et de vastes régions sibériennes.
• Niveau marin abaissé d'environ 120 mètres : ponts terrestres entre Manche et mer du Nord (Doggerland), Béringie (Sibérie–Alaska), Sumatra–Java (Sundaland), Australie–Nouvelle-Guinée (Sahul).
• Steppe à mammouth (mammoth steppe) couvrant l'Eurasie continentale du Royaume-Uni à l'Alaska.
• Zone-refuge franco-cantabrique, italienne et balkanique pour les populations européennes.
• Aridité accrue dans les zones tropicales actuelles (forêt amazonienne réduite, déserts élargis).

Tardiglaciaire et oscillations

Après le LGM, le climat se réchauffe par paliers, avec des oscillations rapides documentées par les carottes de glace groenlandaises (NGRIP, GISP2) :

• Bølling-Allerød (14 700 → 12 900 BP) — réchauffement rapide.
• Dryas récent (12 900 → 11 700 BP) — refroidissement brutal de ~ 1 200 ans.
• Holocène (11 700 BP → présent) — réchauffement durable.

Faune accompagnatrice

Deux ensembles fauniques alternent en Europe selon les phases climatiques :

Faune froide (steppe-toundra)

• Mammouth laineux (Mammuthus primigenius).
• Rhinocéros laineux (Coelodonta antiquitatis).
• Renne (Rangifer tarandus).
• Bœuf musqué (Ovibos moschatus).
• Lemming (Dicrostonyx torquatus) — fossile d'orientation des phases froides.
• Cheval (Equus ferus).
• Mégacéros (Megaloceros giganteus).

Faune tempérée (interglaciaire)

• Éléphant antique (Palaeoloxodon antiquus).
• Rhinocéros de Merck (Stephanorhinus kirchbergensis).
• Hippopotame (Hippopotamus amphibius) — présent en Europe au MIS 11 et 5e.
• Cerf élaphe (Cervus elaphus), aurochs (Bos primigenius), sanglier.

Migrations humaines et climat

Les phases climatiques contraignent les déplacements humains. Voir migrations humaines. Au LGM, les populations européennes se concentrent dans les zones-refuges franco-cantabrique et italo-balkanique. Le réchauffement tardiglaciaire permet la recolonisation des hautes latitudes et l'expansion magdalénienne. Le passage de Béringie, ouvert lors des phases glaciaires, est utilisé pour le peuplement des Amériques.