The archaeological site of La Pineta (Isernia, Molise, Italy) (Fig. 1) has clear evidence for the presence of hominids in Central Italy since the beginning of the Middle Pleistocene [3]. The prehistoric site outcrops in an intra-mountainous lacustrine basin of Isernia–Venafro, in the upper part of the Volturno valley, at about 450 m a.s.l. Many faunal artefacts and a Lower Palaeolithic industry were discovered during the excavations [11], [12], [13] and [14].

Archaeological and palynological studies in La Pineta are part of a wider interdisciplinary research into the first human populations of Europe and their environment. A contribution to the landscape evolution knowledge between the end of the Lower Pleistocene and the beginning of the Middle Pleistocene is provided by pollen analyses of the lacustrine and fluvial sediments of the Isernia–Venafro basin.

Le site archéologique de La Pineta témoigne de la présence d'hominidés en Italie centrale dès le début du Pléistocène moyen [3]. Les fouilles systématiques entreprises sur le gisement ont livré une faune abondante, associée à de nombreux artefacts lithiques rapportés à une phase culturelle ancienne du Paléolithique inférieur [11], [12], [13] and [14].

Cette étude palynologique s'inscrit dans la thématique de recherche pluridisciplinaire menée sur les premiers peuplements de l'Europe. Dans le cas présent, elle apporte des informations sur le cadre environnemental et climatique des occupations anciennes du territoire italien par des hominidés.

Le site a été mis au jour dans le remplissage d'un bassin lacustre intra-montagneux, comblé pendant le Pléistocène moyen. L'analyse pollinique de La Pineta intéresse exclusivement des dépôts lacustres et fluviatiles, propices à la conservation du matériel pollinique, du fait du mode de sédimentation et de l'évolution des sédiments après leur dépôt. Les analyses des niveaux encadrant cette occupation humaine doivent permettre de reconstituer l'évolution du paysage local et régional en Italie centrale, entre la fin du Pléistocène inférieur et le début du Pléistocène moyen.

Le gisement de La Pineta, au sud de la ville d'Isernia (Molise, Italie), affleure dans le bassin intra-montagneux d'Isernia–Venafro, au cœur des Apennins centraux, dans la haute vallée du Volturno, à 450 m d'altitude (Fig. 1).

Le remplissage du bassin, avec une succession de corps sédimentaires lacustres puis fluviatiles, est daté par K/Ar entre 870±150 et 520±50 ka [10]. Pendant cette période, qui s'étend de la fin du Pléistocène inférieur au début du Pléistocène moyen, le bassin a connu des phases successives de sédimentation et d'érosion, contrôlées par les variations climatiques, le volcanisme et l'activité tectonique.

Les coupes dégagées sur le site et les affleurements proches permettent de définir cinq unités stratigraphiques pour ce bassin (Fig. 2) [4] and [5] : •

U 5 : argile lacustre pouvant atteindre 50 m d'épaisseur au centre du bassin ;

Les argiles et les travertins des unités 5 et 4 représentent le dernier épisode de sédimentation lacustre du bassin d'Isernia–Venafro. Le paléomagnétisme inverse [7] et les datations K/Ar [9] placent ces deux unités à la fin du Pléistocène inférieur. Les unités stratigraphiques ultérieures 3, 2 et 1 sont attribuées au début du Pléistocène moyen [6], [7], [10] and [18].

Plus spécifiquement, les niveaux archéologiques de La Pineta (sols t.3a et t.3c) affleurent dans l'unité 3E et sont datés de 736±40 ka par K/Ar [6], au début du Pléistocène moyen. Cet âge est certainement trop ancien au regard de la présence d'Arvicola cantiana dans les dépôts archéologiques [8] et de la date plus récente de 550±140 ka obtenue par la méthode de la racémisation des acides aminés [1]. Le site de la Pineta témoigne alors plutôt de la présence d'hominidés en Italie centrale, dans la première partie du Pléistocène moyen.

Un sondage (S2) est réalisé à proximité du gisement de La Pineta, en relation directe avec les dépôts archéologiques. Les formations suivantes sont rencontrées et corrélées aux unités stratigraphiques fluviatiles et lacustres définies à l'échelle du bassin : •

de la surface à 2,30 m : argile sableuse (U 3A) ;

Les résultats intéressent essentiellement les argiles lacustres U 5, qui précèdent l'occupation du site par des hominidés. Les niveaux corrélés aux travertins U 4 et aux sédiments fluviatiles U 3F et U 3E sont stériles. Il n'a donc pas été possible de reconstituer le paysage contemporain de l'occupation humaine. Par ailleurs, seuls deux échantillons au sommet de l'unité U 3A renseignent sur l'environnement et le climat postérieurs à l'occupation du site par des hominidés.

La séquence pollinique est subdivisée en 4 zones. La description complète des variations des fréquences du pollen des principaux taxons observés sur les diagrammes polliniques détaillé et synthétique [9] est ici résumée à partir du diagramme pollinique simplifié (Fig. 3).

Les zones I, II et III se rattachent aux argiles lacustres U 5, antérieures aux niveaux archéologiques.

Dans la zone I, Artemisia, les Poaceae, les Chenopodiaceae et les Asteraceae (Asteroideae et Cichorioideae) sont les herbacées les mieux représentées. Plantago et Thalictrum sont associés au développement maximum de cette végétation xérophile et steppique. Pinus est le seul arbre significatif. La progression des Chenopodiaceae et la régression des Poaceae permettent de distinguer les sous-zones Ia et Ib.

Les herbacées xérophiles ont considérablement régressé dans la zone II. Les Chenopodiaceae ont disparu. Le taxon aquatique Typha/Sparganium apparaı̂t au sein de la séquence. Pinus et Quercus sont enregistrés avec des pourcentages significatifs.

Après un hiatus de prélèvement, la zone III est marquée par l'évolution de la végétation aquatique avec les variations de Typha/Sparganium et des Ranunculaceae. La sous-zone IIIa présente les mêmes caractéristiques polliniques que la zone II, avant la brusque augmentation de Typha/Sparganium dans la sous-zone IIIb. En faisant abstraction des pourcentages de ce taxon aquatique, les autres taxons sont stables. Dans la sous-zone IIIc, Typha/Sparganium régresse et les Ranunculaceae se développent, avec un essor maximum dans la sous-zone IIId. Dans cette sous-zone, les herbacées xérophiles évoluent peu quand Pinus progresse, de même que les feuillus mésophiles caducifoliés, avec essentiellement Quercus.

La zone IV est postérieure au niveau archéologique t.3a. Les arbres ont progressé et se sont diversifiés. Aux côtés de Pinus et Quercus, les mésophiles caducifoliés (Corylus, Castanea, Fagus, Fraxinus, Alnus, Carpinus et Betula) et les éléments de la forêt méditerranéenne (Olea, Quercus t. ilex et Phillyrea) sont bien développés.

Ainsi, les niveaux archéologiques, qui sont stériles en pollen, s'insèrent dans une dynamique favorable de la végétation où le couvert d'arbres progresse, et les hommes préhistoriques de La Pineta ont sans doute évolué dans ce type de paysage.

La séquence pollinique de La Pineta esquisse le cadre environnemental et climatique depuis la fin du Pléistocène inférieur jusqu'au début du Pléistocène moyen, en encadrant notamment les dépôts archéologiques de La Pineta. Les apports polliniques au sein du bassin lacustre, d'origine éolienne et fluviatile, reflètent l'évolution de la mosaı̈que de la végétation locale et régionale installée à proximité des berges du lac et sur les pentes des reliefs proches.

La zone I témoigne d'un milieu ouvert, avec un paysage steppique à Artemisia, évoquant un épisode glaciaire. L'importance des Chenopodiaceae à ce seul moment de la séquence traduit probablement la signification édaphique de ce taxon, qui doit coloniser les rives du lac, dont l'extension est ici minimale. Le climat doit être très sec, avec des températures basses.

La zone II évoque une végétation semi-ouverte. Une forêt mésophile caducifoliée clairsemée, représentée surtout par Quercus, est installée sur les reliefs proches de moyenne altitude. Ce paysage se met en place à la faveur d'un climat frais, moins aride que précédemment. L'humidité n'est toutefois pas suffisante pour permettre le développement maximum de la forêt mésophile caducifoliée. Une phase de remise en eau affecte le lac et provoque la régression et la disparition de la végétation édaphique développée sur les berges, comme les Chenopodiaceae. Cet épisode est attribué au début ou à la fin d'un interglaciaire.

La progression de la végétation aquatique pendant la zone III pourrait témoigner du comblement progressif du lac. Le reste du couvert végétal est stable et le climat n'évolue finalement pas ou que peu par rapport à la zone II. Seule la progression de la forêt mésophile caducifoliée en IIId traduit une reprise sensible des températures et de l'humidité, mais encore insuffisante pour permettre le développement des arbres. La zone III dans son ensemble peut également être rattachée au début ou à la fin d'un épisode interglaciaire.

Enfin, la zone IV témoigne de la progression et de la diversification des groupements arborés : forêt mésophile caducifoliée en moyenne altitude, éléments méditerranéens à des altitudes plus basses et ripisylve sur les berges des rivières. Le climat est celui d'un épisode interglaciaire tempéré chaud, suffisamment humide, cette fois, pour permettre le développement de la végétation arborée.

Les analyses du site de La Pineta à Isernia documentent, sous la forme d'images ponctuelles, l'état de la végétation avant et après la limite du Pléistocène inférieur et moyen, dans un bassin intra-montagneux de l'Italie centrale. Ces résultats peuvent être comparés avec les autres données polliniques connues pour cette région et reliés avec les variations de la périodicité des cycles climatiques pendant le Quaternaire.

Au vu de la date de 736±40 ka du sol archéologique t.3a de La Pineta [6] et des données du paléomagnétisme [7], les zones polliniques I, II et III se rattachent à la fin du Pléistocène inférieur et correspondent à une période glaciaire et aux marges d'un ou plusieurs interglaciaires. Cette attribution chronologique coı̈ncide, pour les paramètres orbitaux réglant les cycles climatiques, avec la transition entre les cycles forcés par l'obliquité, avec des périodes de 41 ka, et les cycles où prédomine l'excentricité, avec une rythmicité de 100 ka, survenant entre 900 et 800 ka [15]. Les données polliniques de La Pineta s'accordent avec les analyses des séquences de Colle Curti et Cesi, dans les Apennins ombro-marchesans, qui retracent la dynamique de la végétation entre 990 et 700–600 ka [2]. Pour ces périodes de la fin du Pléistocène inférieur, en Italie centrale, le climat était extrêmement aride, même pendant les interglaciaires ; l'humidité n'était jamais suffisante pour permettre l'essor de la végétation arborée.

À l'inverse, la zone IV se rattache au début du Pléistocène moyen et correspond à une période glaciaire, lorsque les cycles climatiques sont forcés par l'excentricité, avec des périodes de 100 ka [15]. La séquence de Vallo di Diano, en Campanie, décrit deux cycles climatiques couvrant l'intervalle entre 650 et 450 ka [16] and [17]. Pendant cette période, l'humidité, lors des interglaciaires, est suffisante pour permettre l'essor de la forêt mésophile caducifoliée, comme c'est le cas pour le sommet de la séquence de la Pineta.

Les analyses polliniques du sondage S2 de La Pineta offrent des images ponctuelles de la végétation installée autour du lac, d'une part, vers la fin du Pléistocène inférieur et, d'autre part, vers le début du Pléistocène moyen.

La base de la séquence, avant l'occupation du site par des hominidés, témoigne des conditions arides qui semblent prévaloir en Italie centrale à la fin du Pléistocène inférieur. Le glaciaire de la zone I et les interglaciaires des zones II et III correspondent à un paysage ouvert à semi-ouvert, avec une phase climatique aride, jamais assez humide pendant les interglaciaires pour permettre le développement de la forêt mésophile caducifoliée. Cette période coı̈ncide avec la transition des cycles climatiques de 41 à 100 ka, survenant entre 900 et 800 ka, lors du forçage prédominant de l'obliquité par l'excentricité dans les cycles glaciaire–interglaciaire.

L'épisode interglaciaire franchement humide de la zone IV, pendant lequel la flore arborée progresse et se diversifie, relève clairement du Pléistocène moyen, après l'occupation du gisement par des hommes préhistoriques. Le facteur humidité ne reprend une place prépondérante pendant les interglaciaires que lorsque les cycles climatiques sont forcés par l'excentricité, avec des périodes de 100 ka réglant désormais les cycles glaciaire–interglaciaire.

L'aridité semble donc être caractéristique du climat lors du forçage de l'obliquité par l'excentricité à la fin du Pléistocène inférieur, l'humidité ne prenant le dessus qu'à partir du Pléistocène moyen.