Lithic technology of the Middle Pleistocene in Melka Kunture, Garba III


The “tranchet blow” technique during the Middle Pleistocene in Ethiopia: technical convergence or cultural transmission?

By Sol Sánchez-Dehesa Galán

Sol Sánchez-Dehesa Galán conducted her PhD in co-direction with La Sapienza University (Italy) and Nanterre University (France), as team member of the Italo-Spanish Archaeological Mission at Melka Kunture and Balchit. She’s currently a Post-doctoral researcher at Tel Aviv University and associated to the Centre de Recherches Français à Jérusalem (CRFJ). Her research focuses on the study of the Acheulean period which preceded the emergence of Homo sapiens. Through the study of the lithic material, she evaluates the cognitive capacities of prehistoric hominins and explores the way innovative ideas appeared and were transmitted before the emergence of Homo sapiens. The collection study presented here has been funded by the Fondation des Maisons des Sciences de l’Homme (FMSH – ATLAS Program for the Horn of Africa) and the French Centre for Ethiopian Studies (CFEE).

The French version is below.


Technical diversity and the regionalization process during the Middle Stone Age 

The emergence of the Middle Stone Age (MSA) in Africa is often considered as a pivotal period in human evolution, manifested by increasing technological innovation and cultural indicators associated with the evolution of Homo sapiens (Deino et al., 2018).

Under the prism of the typological approach, the MSA was characterised in the archaeological record by the disappearance of the large cutting tools as bifaces (the fossil directeur of the preceding Acheulean industry) and its replacement by smaller unifacial or bifacial shaped points (McBrearty & Brooks, 2000). This transition on tool production would also mark the shift from hand-held to hafted tools as points have traditionally been interpreted as projectiles. The diversity of forms and production methods of these pieces all over the African continent has led some specialists to speak of a process of regionalisation (e.g., Clark, 1988). The different tool variants would correspond to the adaptation of groups to specific environments and would therefore express the presence of human groups with different techno-cultural backgrounds (Clark, 1988; McBrearty & Brooks, 2000). The identification of these groups and their interrelationships is therefore one of the major issues in the study of this period, and it is based, among other things, on the recognition of specific technical behaviours and the sharing – or not – of some knowledge.

In this context, the presence in Ethiopia of a particular technical feature common to MSA and Acheulean sites has raised new questions regarding the origin of the innovations attributed to the appearance of our species. This feature – the tranchet blow – was employed in most cases on shaped tools aiming to the obtention of a cutting edge through a lateral or transversal removal. This technical feature has been identified on the ancient MSA complex of Gademotta and Kulkuletti (Wendorf & Schild 1972, 1993; Douze, 2012; Douze & Delagnes, 2016), on surface material collected from Tiya (Joussaume, 1995) and Kone (Kurashina, 1978), located on the rift valley, and the Acheulean site of Garba I (Melka Kunture), located on the highlands. All these sites, apart from Kone (>120 km), are less than 80 km apart and share a similar raw material: the obsidian. The convergence on the use of this technique, its association to the obsidian and the vicinity of the sites allow us to question the socio-economic significance of this technique on sites which, moreover, are not contemporary since they cover the end of the Acheulean and the MSA.

Fig. 1. The Late Acheulian site of Garba III, at Melka Kunture, SNNPR region © Italo-Spanish Archaeological Mission at Melka Kunture and Balchit.

The project proposed in 2020 for the ATLAS grant aimed to study the Garba III site, the only site in Melka Kunture (highlands) presenting successive Acheulean and MSA levels and which had the potential to contain pieces showing a tranchet blow (fig. 1).

Through the analysis of the Garba III lithic assemblage, and its relationship with the sites of Gademotta, Kulkuletti, Kone and Tiya, the objective of this visit was to understand the technical evolution of the groups that occupied the Melka Kunture region, from the Acheulean to the beginning of the Middle Stone Age, and its relationship with the rift sites.


The importance of Garba III

The excavation of Garba III took place in 1970, directed by Francis Hours (Chavaillon & Berthelet, 2004). The presence of successive Acheulean and MSA levels, as well as the discovery of three skull fragments of archaic Homo sapiens associated with lithic material (level B3) (Chavaillon et al., 1987; Coppens, 2004), make Garba III a key site for the understanding of the technical and biological evolution of the groups that occupied the Melka Kunture region during this period. However, the lithic material has never been studied in detail. The only information available comes from three preliminary reports published by F. Hours (1973, 1976, 1979) as well as the publication of M. Mussi’s team, published in 2014 (Mussi et al., 2014). The latter work consisted of a stratigraphic revision of the site (in order to better establish the depositional context of the fossil remains) and was complemented by a brief study of the associated lithic material.

The material examined in this project came from six layers belonging to three archaeological levels; (from oldest to newest) layers C2, C1, B3, B2, B1, were originally associated with the Late Acheulean, and layer A4 was attributed to the Middle Stone Age (MSA).


Analysis of the material

An intensive search in the ARCCH archives (Authority for Research and Conservation of Cultural Heritage) resulted in the recovery of the field documentation, including the incomplete inventory of the collection. Other pitfalls, such as the fact that the pieces did not have an individual reference number, required a lot of work in advance of the study and delayed it somewhat. To date, only half of the artefacts could be included in the new database (n=ca. 1000). In addition, the small fragments and pieces with severe surface alterations are of low value for the study of the collection and were classified and measured before being put aside (n=ca. 2000). A new stay in Addis Ababa is therefore envisaged to allow the registration of the rest of the collection and the comparative study with the collections of Gademotta and Kulkulletti.

The study of the material was carried out following the stratigraphic (and therefore chronological) ordering of the layers, from the oldest to the most recent, in order to observe possible technical transformations over time.

While layers C2 and C1 contain a limited number of pieces, the rest of the collection is very rich (n= ca. 3800), composed mainly of obsidian artefacts. From a taphonomical point of view, this raw material, normally shiny and glassy, shows at Garba III a strong chemical alteration, which adds a level of difficulty to the technological reading of the pieces. Nevertheless, the lithic corpus proved to be very interesting, allowing a diachronic assessment of hominin technical behaviour at Melka Kunture from the end of the Acheulean to the MSA.

A qualitative analysis of all the lithic material from Garba III was carried out in order to determine the main objectives of the lithic production and to identify any differences between the archaeological levels. In this report, I have chosen to detail three main aspects: the tranchet blow technique, the flake debitage and the bladelet debitage.

The tranchet blow technique

Particular attention was paid in the analysis to the presence or absence of the tranchet blow technique and its role in the production system of tools, especially those made of obsidian. This technical process – the tranchet blow – is defined by the thinning of an edge by a debordant removal, in a lateral or transversal position, the preparation and execution of which require a mastery of stoneknapping (fig. 2). The detailed examination of the Garba III corpus has made it possible to document the systematic presence, even if limited in number, of elements showing a debordant negative, similar to the tranchet blow, on all the layers studied with the exception of layer C2 (fig.2). From a technological point of view, this procedure has sometimes been described as requiring steps to prepare the tool surface or impact area prior to the application of the tranchet blow, these preparations are visible on the debordant flake resulting from blow (e.g. Bourguigon 1992; Douze 2014; Frick et al. 2017). However, the debordant flakes potentially derived from this technical procedure attested in the Garba III collection do not show preparation scars, technical features that would allow us to highlight a controlled implementation of this process. Also, while the tranchet blow is documented on the large shaped pieces (bifaces) at Garba I (Acheulean), at Garba III this process is not associated with any particular tool type with the exception of the so-called “straight-convex” pieces by K. Douze (2012) (fig. 3C, E). At Gademotta and Kulkuletti (MSA) this procedure would apply mainly to the straight edges of the upper faces of convergent (point-like) pieces, apart from ETH-72-8B, but also to the ‘straight-convex’ pieces (Douze, 2012). The role of this type of tool remains to be clarified.

The Levallois flaking method

One of the elements that determine the beginning of the MSA in Africa is the diversification of the Levallois methods, the reduction in the size of the Levallois cores, their abundance and the selection of more fine-grained raw materials (e.g. Tryon et al., 2006; Wilkins et al. 2010). At Garba III, the presence of cores with hierarchical surfaces and preferential flakes is attested from layer C1 onwards, and then dominates from layer B3 onwards (fig. 3). On these layers, is observed the presence of big cortical flakes together with cores showing an intensive reduction sequence and small size (3-6 cm) implying an extreme reduction of the blanks. This is confirmed by the presence of debordant flakes, indicating systematic maintenance of core volumes. However, the characterisation of the flaking methods requires further examination, as the full debitage flakes show different production patterns from those visible on the end-of-life cores, which could reflect a change in production methods during the flaking process.

Bladelet production

At Garba III, the presence of bladelet cores had been used to assign the A4 layer to the early MSA (Mussi et al., 2014). The appearance of this type of production is considered an important step in human evolution because of the supposed predetermination required to obtain these products, but most of all because these elements are the star products of the Later Stone Age, ca. 250.000 years more recent. However, this type of production has been recently identified in Marocco, in the Acheulean layers of Thomas I (Gallotti et al., 2020). Following a preliminary examination of the corpus as a whole, there is a clear presence of small, elongated flakes of the bladelet type, derived from unipolar type cores without prior preparation. Thus, we can mention a search for small elongated blanks whose methods remain to be better defined and characterised.

The three aspects developed here have shown the informative potential of the Garba III collection for understanding the technical behaviour of human groups during the Acheulean / MSA transition in the central region of Ethiopia, from a micro-regional perspective. The preliminary results of this project open up new avenues of research, which remain to be specified and better explored during a future study visit to Addis Ababa.


Fig. 2. A. Obsidian bifacial piece with a transversal edge achieved by a transversal tranchet blow, Garba I (Acheulean) / B. Obsidian retouched piece with an edge partially worked by a lateral tranchet blow, Garba I (Acheulean) / C. Convergent point with a distal-lateral edge worked by a lateral tranchet blow, MSA, ETH-72-1, Kulkuletti, after Douze, 2014.


Fig. 3. Garba III – Up, obsidian pieces showing a tranchet blow removal: A. Layer A4 / B. Layer B3 / C. Layer B2 / D. Layer B1 / E. Layer C1. Down, obsidian cores showing hierarchical surfaces with a preferential removal: F. Layer C2 / G. Layer B3 / H. Layer A4 / I. Layer B1.



Le procédé de « coup de tranchet » au Pléistocène moyen éthiopien : convergence technique ou transmission culturelle ?


Sol Sánchez-Dehesa Galán a effectué son doctorat en co-direction à l’Université ‘La Sapienza’ (Italie) et à l’Université de Nanterre (France), en tant que membre de l’équipe de la Mission Archéologique Italo-espagnole à Melka Kunture et Balchit. Elle est actuellement chercheuse post-doctorante à l’Université de Tel Aviv et associée au Centre de Recherches Français à Jérusalem (CRFJ). Ses recherches portent sur l’étude de la période acheuléenne qui a précédé l’émergence de l’Homo sapiens. A travers l’étude du matériel lithique, elle évalue les capacités cognitives des hominines préhistoriques et explore la manière dont les idées innovantes sont apparues et ont été transmises avant l’émergence stricto sensus de l’Homo sapiens. L’étude de la collection présentée ici a été financée par la Fondation des Maisons des Sciences de l’Homme (FMSH – Programme ATLAS pour la Corne de l’Afrique) et le Centre Français d’Études Éthiopiennes (CFEE).


Diversité technique et processus de régionalisation au Middle Stone Age

L’émergence du Middle Stone Age (MSA) en Afrique est souvent considéré comme une période charnière dans l’évolution humaine, qui se manifeste par « un changement technique et cognitif important, marqué par un nombre croissant d’innovations techniques et d’indicateurs culturels » (Deino et al., 2018).

Sous le prisme du concept de fossile-directeur, l’apparition du MSA se caractériserait dans le registre archéologique par l’abandon des grandes pièces façonnées telles que les bifaces (fossile directeur de l’Acheuléen) et leur remplacement par des pointes plus petites, travaillées unifacialement ou bifacialement (fossile directeur du MSA) (McBrearty et Brooks, 2000). Cette transition dans l’outillage marquerait du même fait le passage d’outils tenus en main à des outils emmanchés, les pointes étant traditionnellement interprétées comme des armatures de projectile. La diversité des formes et des méthodes de fabrication de ces pointes sur tout le continent africain a amené certains spécialistes à considérer que le début de la régionalisation des techno-cultures s’est également effectué lors de l’émergence du MSA (e.g., Clark, 1988). Les différentes variantes de ces outils correspondraient à l’adaptation des groupes à des environnements spécifiques et exprimeraient, par conséquent, la présence de groupes humains au bagage techno-culturel différent (e.g., Clark, 1988 ; McBrearty et Brooks, 2000). L’identification de ces groupes et leurs interrelations sont donc un des sujets majeurs de l’étude de cette période et elle s’appuie, entre autres, sur la reconnaissance de spécificités dans les comportements techniques et le partage – ou non – des savoir-faire.

Dans ce contexte, la présence en Éthiopie d’un trait technique particulier commun à des sites MSA et Acheuléens a soulevé de nouvelles questions quant à l’origine des innovations attribuées à l’apparition de notre espèce, et au mode d’occupation du territoire des différents groupes. Il s’agit de la technique du coup de tranchet, qui est appliqué sur des outils le plus souvent façonnés, et qui a pour conséquence de rendre un bord tranchant par un coup porté latéralement ou transversalement. Ce trait technique a été reconnu sur les sites MSA anciens des complexes de Gademotta et Kulkuletti (Wendorf et Schild 1972, 1993 ; Douze, 2012 ; Douze et Delagnes, 2016), sur des pièces ramassées en surface à Tiya (Joussaume, 1995) et à Kone (Kurashina, 1978), situés dans la vallée du Rift, ainsi que sur le site Acheuléen de Garba I (Melka Kunture) (fig. 2) localisé sur les hauts plateaux. Tous ces sites, mis à part Kone (>120 km), sont distants de moins de 80 km les uns des autres et partagent l’exploitation d’une matière première similaire : l’obsidienne. La convergence qui se manifeste dans l’emploi de cette technique, son association visible à l’obsidienne et la relative proximité de ces sites, permet d’interroger la signification socio-économique de cette technique sur des sites qui, par ailleurs, ne sont pas contemporains puisqu’ils couvrent la fin de l’Acheuléen et le MSA.

Le projet proposé en 2020 pour la bourse ATLAS visait l’étude du site de Garba III, qui est le seul site de Melka Kunture présentant des niveaux Acheuléens et MSA successifs, et qui avait le potentiel de contenir des pièces à coup de tranchet.

Au travers de l’analyse du corpus lithique de Garba III, et sa mise en relation avec les sites de Gademotta, Kulkuletti, Kone et Tiya, l’objectif de ce séjour reposait sur la compréhension de l’évolution technique des groupes qui ont occupé la région de Melka Kunture, depuis l’Acheuléen jusqu’au début du Middle Stone Age, et sa relation avec les sites du rift.


L’importance de Garba III

La fouille de Garba III s’est déroulée en 1970, dirigée par Francis Hours (Chavaillon et Berthelet, 2004). La présence des niveaux Acheuléens et MSA successifs, ainsi que la découverte de trois fragments crâniens d’Homo sapiens archaïque associés à du matériel lithique (niveau B3) (Chavaillon et al., 1987 ; Coppens, 2004), font de Garba III un site clé pour la compréhension de l’évolution technique et biologique des groupes qui ont occupé Melka Kunture et sa région à la fin du Pléistocène moyen. Cependant, le matériel lithique n’a jamais fait l’objet d’une étude détaillée. Les seules informations disponibles proviennent de trois rapports préliminaires publiés par F. Hours (1973, 1976, 1979) et de la publication de M. Mussi et collaborateurs-trices, parue en 2014 (Mussi et al., 2014). Ce dernier présente une révision stratigraphique du site afin de mieux établir le contexte de dépôt des restes fossiles, ainsi qu’une  étude succincte du matériel lithique associé.

Le matériel examiné dans ce projet provient de six couches appartenant à trois niveaux archéologiques : (du plus vieux au plus récent) les couches C2, C1, B3, B2, B1, avaient été associées originellement à l’Acheuléen final, et la couche A4  avait été attribuée au Middle Stone Age (MSA).


Une analyse lithique en cours

Un travail intensif de recherche dans les archives de l’ARCCH d’Ethiopie (Authority for Research and Conservation of Cultural Heritage) a permis de récupérer la documentation de terrain, y compris l’inventaire de la collection, néanmoins incomplet.  D’autres écueils, tel que le fait que les pièces n’avaient pas d’identifiant individuel, ont nécessité un travail important au préalable de l’étude et ont retardé quelque peu son déroulement. Après une évaluation globale du matériel lithique, l’analyse a pu être engagée sur environ la moitié des assemblages de Garba III (n=env. 2000). Un corpus d’environ 2000 pièces correspondant à des petits fragments et des pièces trop altérées a aussi été enregistré et écarté car présentant une faible valeur informative pour l’étude de la collection. Un nouveau séjour à Addis Abeba sera donc nécessaire pour la terminer et engager l’étude comparative avec les collections de Gademotta et Kulkulletti.

L’étude du matériel a été réalisée en suivant l’ordre stratigraphique (et donc chronologique) des couches, des plus anciennes aux plus récentes, dans le but d’observer les possibles transformations techniques dans le temps. Si les deux couches les plus anciennes présentent un nombre limité de pièces, le reste de la collection est très riche (n=env. 3800), composé majoritairement de pièces en obsidienne. Du point de vue taphonomique, cette matière première, normalement brillante et vitreuse, montre à Garba III une forte altération chimique qui rend parfois difficile la lecture technologique des pièces. Néanmoins, le corpus lithique s’est avéré fort intéressant, permettant d’obtenir une vision diachronique du comportement technique des humains préhistoriques à Melka Kunture de la fin de l’Acheuléen au MSA.

L’évaluation qualitative de l’ensemble du matériel lithique de Garba III a permis de mettre en relief les principaux objectifs de la production et souligner des différences entre les niveaux archéologiques. Ici, j’ai fait le choix de développer trois de ces objectifs que sont le procédé de coup de tranchet, le débitage d’éclats et le débitage lamellaire.

Le procédé de coup de tranchet

Une attention particulière a été portée à la présence ou à l’absence du procédé technique de coup de tranchet, et à son rôle dans le système de production des outils, notamment ceux réalisés en obsidienne. Ce procédé est défini par l’amincissement d’un bord par un enlèvement débordant, en position latérale ou transversale, dont la préparation et l’exécution demandent une maîtrise importante de la taille (fig. 2). L’examen détaillé du corpus de Garba III a permis de documenter la présence de pièces montrant un négatif débordant s’apparentant au coup de tranchet dans toutes les couches étudiées, à exception de la couche la plus ancienne (C2), même si ces pièces sont limitées en nombre (fig. 3). Du point de vue technique, ce procédé a parfois été décrit comme nécessitant des étapes de préparation de la surface de l’outil ou de la zone d’impact avant l’application du coup de tranchet ; ces préparations étant notamment visible sur l’éclat débordant produit par le coup (e.g., Bourguignon, 1992 ; Douze, 2014 ; Frick et al. 2017). Cependant, les éclats débordants potentiellement issus de ce procédé technique attestés dans la collection de Garba III ne montrent pas de négatif de préparation, et il semblerait donc qu’il n’y ait pas, à Garba III, une mise en place contrôlée de ce procédé. Aussi, si le coup de tranchet est documenté sur les grandes pièces façonnées (de type biface) sur le site acheuléen de Garba I, à Garba III ce procédé n’est pas associé à un outil particulier à l’exception des pièces appelées « droit-convexes » par K. Douze (2012) (fig. 3C, E). Sur les sites MSA de Gademotta et Kulkuletti, le procédé s’appliquerait surtout aux bords droits des faces supérieures de pièces convergentes (de type pointe), mises à part à ETH-72-8B mais aussi aux pièces « droit-convexes » (Douze, 2012).  Le rôle de ce procédé reste donc à éclaircir.

Le débitage d’éclats Levallois

L’un des éléments qui déterminent le début du MSA en Afrique est la diversification des méthodes de débitage Levallois, la réduction de la taille des nucléus Levallois, leur abondance et la sélection de matières premières plus fines (e.g. Tryon et al., 2006 ; Wilkins et al., 2010). À Garba III, la présence de nucléus à surfaces hiérarchisées et à éclats préférentiels est attestée à partir de l’Acheuléen, dans la couche C1, et prédomine ensuite à partir de la couche B3 (fig. 3). Sur ces niveaux, on observe de grands éclats de dégrossissage à côté de nucléus en fin de vie présentant des dimensions réduites (3 – 6 cm) ce qui indique une réduction importante des modules. Ceci est confirmé par la présence d’éclats débordants, témoins d’un entretien systématique du volume. Cependant, la caractérisation des méthodes de débitage demande un examen plus poussé, les éclats de plein débitage présentant des schémas de production différents de ceux visibles sur les nucléus en fin de vie, ce qui pourrait traduire un changement des modes de production en cours de débitage.

Le débitage lamellaire

A Garba III, la présence de nucléus à lamelles avait servi à attribuer la couche A4 au début du MSA (Mussi et al., 2014).  L’apparition de ce type de production est considérée comme un pas important dans l’évolution humaine à cause de la prédétermination supposée nécessaire à leur obtention, et surtout parce que ce sont des produits phares du Later Stone Age, quelques 250.000 ans plus tard. Néanmoins, ce type de produits à récemment été reconnu au Maroc, dans des niveaux Acheuléens de la carrière Thomas I (Gallotti et al. 2020). Suite à l’examen préliminaire de l’ensemble du corpus de Garba III, on observe une présence claire de petits éclats allongés de type lamelle, issus de nucléus de type unipolaire sans préparation préalable. Ainsi, on peut évoquer une recherche de petits supports allongés dont les méthodes restent à mieux définir et caractériser.


Les trois aspects développés ici montrent le potentiel informatif de la collection de Garba III quant à la compréhension du comportement technique des groupes humains durant la transition Acheuléen / MSA dans la région centre de l’Éthiopie, et ce dans une perspective micro-régionale. Les résultats préliminaires de ce projet ouvrent donc de nouvelles pistes de recherche, qui restent encore à préciser et à mieux explorer lors d’un prochain séjour d’étude à Addis-Abeba.




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