Upptäckten gjordes i en del av Amazonas där forskarna tidigare har hittat bilder på klippväggar, målade med rödockrafärg.
Under en expedition i fjol hittade man tusentals nya bilder längs en sträcka på en dryg mil i ett område som kallas La Serranía La Lindosa i Colombia.
Några är avbildningar av djur som fortfarande lever i regnskogen: kajmaner, apor och tapirer, bland annat.
Andra visar djur som levde under den senaste istiden, men som är utdöda idag. En megafauna med mastodonter, urtida släktingar till elefanten, utdöda lamadjur, jättesengångare, istidshästar och märkliga tretåiga hovdjur med snablar.
– Djuren är så realistiskt framställda att vi tydligt kan känna igen alla arter. De stämmer mycket väl överens med fynd av ben från istiden, säger José Iriarte, arkeolog vid universitetet i Exeter i England, och en av projektledarna.
Grässtäpp
Djurbilderna, och de föremål som människorna har lämnat efter sig i grottor i området, gör att forskarna kan slå fast att de äldsta målningarna skapades för omkring 12 600 år sedan.
Målningarna ger forskarna en tydlig bild av hur området, som idag är en tät regnskog, såg ut vid den tiden.
– De visar att den här delen av Amazonas måste ha varit bevuxet både med skogar och stora grässtäpper vid den här tiden, säger José Iriarte.
Första invånarna
På klippväggarna finns också bilder av konstnärerna själva. De avbildas i jaktscener eller när de hämtar mat från växtriket. I några fall har de också satt sina egna handavtryck i berget. Forskarna tolkar några av motiven som ställningar som har rests mot klipporna för att nå upp till de högsta punkterna.
José Iriarte tror att människorna som målade på bergssidorna tillhörde de allra första grupperna av jägare och samlare som vandrade in i Amazonas norrifrån. Hans teori är att skapandet av bilderna var en del i deras religiösa liv.
Åt inte megafaunan
De flesta av de stora djuren som avbildas försvann vid istidens slut. Klimatförändringar och jakt brukar anges som förklaringen bakom utdöendet. Men märkligt nog hittar forskarna inga ben från megafaunan i människornas matrester.
– De verkar ha satt i sig allt de kom över, växter, fisk, och djur som kajmaner, hjortar och ormar – men de stora växtätarna saknas helt i materialet från La Serranía La Lindosa. Det verkar som att de ville måla dem, inte äta dem, säger José Iriarte.