Holocene human impact, climate and environment in the northern Central Alps : a geochemical approach on mountain peatlands

Les Alpes europeennes ont connu plusieurs phases de colonisation humaine. Cependant, l'interaction entre climat et impacts humains sur l'environnement dans le passe n'est pas encore totalement comprise dans cette region de haute montagne. Il existe notamment un manque de connaissances sur la chronologie et l'ampleur des impacts humains dans les Alpes centrales du nord (ACN) pendant l'Holocene, que cette etude comble en utilisant des analyses geochimiques, de palynologiques et de datation radiocarbone comparees avec des donnees archeologiques et historiques regionales. Des tourbieres dans trois secteurs des ACN ont ete choisies comme sites d'etude: Petite Vallee de Walser (PVA, Autriche), Tourbiere Piller (TP, Autriche), vallee de Fimba (VF, Suisse). La geochimie de sequences de tourbe est une methode bien etablie pour detecter les apports mineraux, l'erosion ou les activites metallurgiques. L'application de l'analyse par fluorescence des rayons X portable (pXRF) sur les tourbieres de montagne reste une approche peu courante, principalement en raison des limitations dues aux limites de detection, aux effets de matrice ou a l'absence de calibration. En etalonnant la pXRF a l'aide de mesures de spectrometrie de masse a plasma a couplage inductif (ICP-MS), cette etude montre que Ti, Pb, Sr, Zn, K, S, Fe, V, Zr et, dans une certaine mesure Rb, Ca et Mn, peuvent etre etalonnes dans la tourbe. A haute altitude, les processus periglaciaires influencent les processus de depot dans les tourbieres. Vers 8200 et 6300 cal BP, les conditions climatiques sont plus froides et humides. La premiere utilisation du sol a ete enregistree dans la PVA vers 5500 cal BP, avec de la deforestation, du pastoralisme et des signes d’une metallurgie regionale jusqu’alors non-detectee. Juste avant l'âge du bronze (environ 4300 cal BP), des siecles avant l'essor des regions minieres des Alpes de l'Est, la metallurgie autour la TP est donc detectee. L'utilisation des sols par l'homme, probablement la plus forte de la prehistoire, affecte tous les sites d’etudes a l'âge du bronze (3500-3000 cal BP), comme le montrent l'erosion elevee et la modification significative du paysage - de la foret aux systemes agro-pastoraux. Les facteurs d’enrichissements en metaux (Pb EF) sont toutefois masques par des apports eleves en mineraux. Cette periode est suivie d'une phase d'utilisation plus faible des sols jusqu'a l'epoque romaine. Un fort Pb EF dans la PVW est cependant enregistre autour de 2700 cal BP et l'impact humain augmente autour de la TP vers 2400 cal BP. L'exploitation miniere romaine est indiquee par une augmentation du Pb EF dans toutes les tourbieres. Les activites humaines intensives reprennent avec le declin de la puissance romaine apres 250 cal CE dans la PVW, mais sont interrompues par une deterioration du climat apres 500 cal CE. Sur les sites situes en altitude plus hauts, l'intensification de l'utilisation des sols n'a pas lieu avant le haut Moyen Âge (1000 cal CE) et s'accompagne d'une augmentation du Pb EF. Alors que le Pb EF continue d'augmenter en raison de l'exploitation miniere, de l'industrialisation et des essences plombees jusqu'en 1980, les fluctuations de l'impact humain (defrichements, pâturages, drainage) peuvent etre liees a des facteurs climatiques, culturels et demographiques variables. Au cours du siecle dernier, la croissance du tourisme et la construction d'infrastructures ont augmente l'erosion, mais le changement d'occupation des sols a entraine une regeneration des tourbieres etudiees. Les resultats de cette etude ajoutent une nouvelle dimension aux donnees archeologiques et historiques, en montrant l'etendue plus large de l'utilisation humaine des sols et les liens avec le climat. De plus, des periodes de metallurgie prehistoriques jusque-la inconnues, dans les ACN sont revelees, ce qui encourage la poursuite des recherches interdisciplinaires associant archeologie, paleobotanique et geochimie environnementale.