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Las primeras dataciones fueron realizadas en 1991, obteniéndose de tres de las figuras polícromas tres fechas escalonadas entre 14.330 ± 190 y 13.570 ± 190 BP. Estas fechas confirmaban la cronología magdaleniense atribuida tradicionalmente a estas pinturas, pero son incompatibles con la idea de que estas figuras pudieran haber sido hechas en un mismo momento. Por otra parte estas fechas plantean algunos problemas metodológicos, ya que las dataciones obtenidas sobre la fracción húmica no son compatibles. En 1996 se han podido realizar nuevas mediciones de las muestras tomadas 5 años antes, dentro del proyecto "Documentación del arte rupestre en el sector central de la costa cantábrica. Una evaluación de técnicas de trabajo" dirigido por A. Moure Romanillo, C. González Sainz, V. Cabrera Valdés y F. Bernaldo de Quirós. Esta vez las fechas obtenidas han sido: 13.130 ± 120, 14.800 ± 150 y 14.820 ± 130.

El método del carbono 14 llevó a los investigadores Laming y Leroi-Gurhan a proponer para las pinturas de Altamira una datación entre 15.000 y 12.000 años a.C. Pertenecían, por tanto, al período Magdaleniense III.

Saludos.