Метод радиоуглеродной датировки разработал специалист по физической химии из Чикагского университета Уиллард Ф. Либби в 1950 году. Палеоантропологи впервые получили возможность не просто оценивать хронологическую очередность останков, но и определять их возраст с точностью до веков. Как и большинство более поздних способов «абсолютной» датировки, радиоуглеродный метод основывался на феномене радиоактивности — явлении, при котором определенные нестабильные атомы самопроизвольно распадаются с постоянной и измеримой скоростью. Эта скорость называется периодом полураспада определенного элемента и рассчитывается как период времени, в течение которого распадается половина атомов, содержащихся в любом образце. Радиоуглеродный анализ базируется на распаде изотопа 14С, нестабильной формы углерода, которая в течение жизни любого организма составляет строго определенную долю от всего содержащегося в нем углерода. После смерти 14С перестает обновляться и его доля в общем объеме углерода снижается. Определив объем 14С в образце и его соотношение с общим количеством углерода, можно определить, сколько времени прошло со смерти организма.

Радиоактивный углерод имеет достаточно короткий период полураспада — 5730 лет. Соответственно, радиоуглеродную датировку можно применять лишь к образцам не старше 40-50 тысяч лет (то есть относящимся примерно к позднему плейстоцену). Более старые образцы содержат недостаточный для анализа объем 14С. Более того, в самом начале использования этого метода для получения точных данных нужно было уничтожить большой кусок исследуемого материала. Вот почему сами окаменелые останки никогда не датировались. Вместо этого датировке подвергались материалы, найденные вместе с ними. Самым популярным из них был и до сих пор является древесный уголь. В последние годы появились методы, позволяющие анализировать крошечные образцы материалов, поэтому сегодня более сложные способы радиоуглеродной датировки применяют и к самим окаменелостям или, к примеру, к частицам угля, содержащимся в красках из наскальных рисунков. Тем не менее главным условием до сих пор является наличие в образце органического материала, и это условие не всегда легко соблюсти.

Одним из первых мест, в которых был применен метод радиоуглеродной датировки, стала классическая палеолитическая стоянка Абри Пату. Эта пещера, расположенная неподалеку от городка Лез-Эзи в Западной Франции, находится в самом центре региона, в котором сконцентрировано невероятное количество стоянок эпохи палеолита, равного ему нет во всем мире. Толстый слой осадочных пород в Абри Пату содержит артефакты и окаменелости, относящиеся почти ко всей первой половине верхнего палеолита. Вот почему это место оказалось идеальным для тестирования новой технологии датировки. Ориньякские слои на нижнем уровне осадочных пород сформировались от 30 до 34 тысяч лет назад, а слои, содержащие образцы культуры солютре и протомадленские артефакты, не старше 22 тысяч лет (хотя современный анализ дает им несколько больше). В итоге руководитель раскопок в Абри Пату гарвардский археолог Хэллэм Л. Мовиус предложил общую хронологию палеолита в Западной Франции, которая затем была доработана его коллегами. В общих чертах, верхний палеолит на юго-западе Франции начался немногим ранее 40 тысяч лет назад, когда в этот регион впервые пришли Homo sapiens. Примерно 28 тысяч лет назад ориньякская культура уступила место граветтийской, которая еще через 6000 лет была заменена в некоторых регионах культурой солютре, а в некоторых (в основном на востоке) продержалась дольше. Культура мадлен, известная своими произведениями искусства, пришла на смену солютре примерно 18 тысяч лет назад и продержалась еще около 7-8 тысяч лет. После этого потепление в конце последнего оледенения привело к росту лесов, которые вытеснили с пастбищ травоядных животных — главную пищу палеолитических охотников.

Артефакты типичной для неандертальцев культуры мустье из Западной Франции не поддавались радиоуглеродному анализу, так как точно определить какие-либо даты позднее 40 тысяч лет назад практически невозможно. Интересно, что дополнительно введенная шательперонская культура, существовавшая в Центральной и Юго-Западной Франции, а также на севере Испании между 40 и 44 тысячами лет назад, использовала как мустьерские, так и ориньякские технологии производства каменных орудий. Кроме того, ей часто, но не вполне обоснованно приписывают создание декоративных объектов. Однако можно с достаточной степенью уверенности утверждать, что шательперонская культура не является недостающим биокультурным звеном между мустье и ориньяком. Во-первых, иногда артефакты явно мустьерского происхождения находят в более поздних слоях отложений, а во-вторых, в тех редких случаях, когда рядом с шательперонскими находками обнаруживаются останки людей, они всегда принадлежат неандертальцам.