방사성 탄소 연대 측정과 고고학

  • 방사성 탄소 연대 측정으로 인해 고고학, 인류학, 그 외 많은 학문 분야가 많이 풍성해졌습니다.
  • 방사성 탄소 연대 측정 과정은 약한 탄소의 방사성 동위원소인 탄소 14 측정을 시작으로 방사성 탄소 연대 결과를 보정하여 달력 연대로 바꿔주는 것입니다.
  • 방사선 탄소 연대 측정 전에 샘플의 맥락 관계를 잘 세워야 합니다.
  • 의미 있는 결과를 얻기 위해서, 샘플 채집, 보관, 그 외 여러 사항들에 대해 방사성 탄소 연대 측정 연구소의 과학자들과 고고학자들은 서로 협력해야 합니다.
  • 방사성 탄소 연대 측정 결과는 ‘고고학적으로 받아들여지지 않을 수”도 있습니다.
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역사학, 인류학, 고고학은 서로 다른 분야이지만, 현 인류에게 과거를 반추하여 말해주는 서로 상당히 밀접한 지식 체계입니다. 역사학자들은 각각의 지역에서 어떤 문명이 흥하고, 언제 망했는지 보여줍니다. 인류학자들은 사람들의 물리적 특징, 문화, 환경과 사회 관계를 설명해 줍니다. 반면 고고학자들은 어떤 유물이 진짜인지 증명해주거나, 역사적, 인류학적 발견들이 잘못된 오류라는 것을 보여줍니다.

다른 과학 분야와 다르게 고고학은 의심할 여지없이 인류 역사를 풍요롭게 해주었습니다. 고고학이 가까스로 푼 미지의 인류 과거가 아직도 상당 부분 있습니다.

인간의 지난 삶과 활동의 유물을 연구하는 것은 생물 학자와 달리 일반인에게는 중요하지 않으며, 재미도 없을 것입니다. 하지만 인류를 이해하고자 하는 고고학의 목적은 묻혀있는 보물을 찾아내고, 정보를 얻고, 사건의 연대를 측정하는 것을 넘어선 숭고한 노력의 일환입니다. 과거 문명들이 망한 이유를 앎으로서 역사는 역사 스스로 반복하지 않는다는 것을 확실히 보여주는 열쇠를 제공해 줄 수 있다는 것이 고고학의 목적입니다.

수년간 고고학은 과거 문명에 대한 많은 정보를 발견해 왔는데, 이런 정보들은 여러 기술 (방사성 탄소 연대 측정, 나이테연대측정(dendrochronology), archaeomagnetic dating, fluoride dating, luminescence dating, obsidian hydration analysis,) 의 도움이 없었다면 알려지지 않은 채로 남아있었을 것입니다. 방사성 탄소 연대 측정 기술은 지난 50년 이상 지속되어 왔으며, 고고학에 혁명을 가져다 주었습니다. 이 방사성 탄소 연대 측정 기술은 고고학자와 다른 과학자들에게 매우 유용한 기술로서, 강력하고 믿을만하며, 또한 다양하게 쓰일 수 있는 기술입니다.

방사성 탄소 연대 측정의 개념

방사성 탄소라 불리는 탄소 14는 탄소의 동위 원소로 불안정하며, 방사선이 있으며, 자연적으로 발생합니다. 생물이 죽게 되면 생물 권과의 상호 작용이 멈추며, 죽은 생명체 안에 남아있는 탄소 14는 생물 권에 더 이상 영향을 받지 않고 자연적으로 반감되어 갑니다.

탄소 14는 수천 년에 걸쳐 반감하는데, 이것이 바로 방사성 탄소 연대 측정의 기본 원리이며, 과거를 밝혀주는 강력한 도구인 자연의 위대함입니다.

샘플에 남아 있는 탄소 14을 분석하면서 방사성 탄소 연대 측정 과정은 시작합니다. 샘플의 탄소 14의 함량으로 원생물체가 죽은 이후 흘러온 시간을 알 수 있습니다. 방사성 탄소 연대 측정 결과는 보정되지 않은 연대 BP (Before Present: 현재 전)로 기록되며, BP는 서기 1950년입니다. 보정 작업은 BP년도를 달력 년도로 전환하는 것이며, 이 년도는 실제 역사적 연대와 관련되어 있습니다.

방사성 탄소 연대 측정이 적당한 방법인가?

고고학자는 분석 방법 중에서 방사성 탄소 연대 측정을 하기로 결정하기 전에, 우선 보정 후 방사성 탄소 연대 측정 결과가 의문인 고고학적 질문에 필요한 답을 줄 수 있는지 확실히 해야 합니다. 샘플에 탄소 14가 있다는 것이 무엇을 의미하는지 반드시 생각해 보기 바랍니다.

샘플의 전후 관계를 따지는 것은 간단치 않습니다. 샘플의 연대는 샘플을 발견한 전후 맥락을 앞섭니다. 나무와 같은 일부 샘플은 생물 권과 이미 상호 작용을 멈췄고 죽은 나이가 있지만 샘플 주변 물질들의 나이와 이 죽은 나이를 연결해 보면 아주 정확하지 않습니다. 또한 샘플과 주변 물질간의 연관성이 분명치 않거나 잘 이해되지 않는 경우도 있습니다. 따라서 방사성 탄소 연대 측정할 샘플과 전후 맥락과의 관계, 그 맥락과 사건의 관계에 반드시 많은 주의를 기울여야 합니다.

고고학자는 또한 발굴 현장에서 찾아낸 모든 유기물을 연대 측정할 것이 아니라, 꼭 연대 측정해야 할 일련의 샘플들을 잘 수집해서 방사선 탄소 연대 측정 과정이 이루어지도록 해야 합니다.

방사성 탄소 과학자들과 고고학자들간의 연관성.

발굴 시작 전 방사성 탄소 과학자들과 고고학자들의 샘플 채집 전략에 대하여 의견 일치를 보는 것이 중요합니다. 그래야 시간, 노력, 자원을 낭비하지 않으며, 방사성 탄소 연대 측정 후에 의미 있는 결과를 얻게 됩니다.

여러 변수로 인해 고고학자들은 발굴 전에 먼저 방사성 탄소 연대 측정 연구소와 소통이 필요하다는 것을 다시 한번 강조합니다.

a. 샘플 종류, 크기, 포장

연구소들마다 방사성 탄소 연대 측정을 할 수 없는 샘플이 있습니다. 예를 들어 일부 연구소들은 탄산염을 측정하지 않습니다.

연구소들이 가장 이상적인 측정을 위해 샘플 크기가 어느 정도 필요한지, 어떤 종류의 샘플을 좋아하는지 미리 연구소와 상담하는 것이 좋습니다. 예를 들어 어떤 연구소는 샘플 제출 시점에 건조된 나무 샘플을 좋아하는 반면, 어떤 연구소는 물에 흠뻑 젖은 나무도 받아들입니다.

b. 샘플 채집

수집, 보관하는 동안 오염 물질이 샘플에 묻지 않게 조심해야 합니다. 특히 탄화 수소, 접착제, 살충제, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리 초산 비닐이 샘플과 묻지 않게 조심해야 합니다. 종이, 판지, 탈지면, 끈, 담배 재 등이 또 다른 잠재적인 오염 물질입니다.

c. 샘플 보관

이동 중이거나 장기간 보관 중에도 포장재 안에 잘 보관해 샘플을 보호해주어야 합니다. 또한 포장재에 붙인 이름표의 색깔이 바래거나 쉽게 떨어지지 않게 해야 합니다.

샘플을 유리병에 보관해도 되지만 쉽게 깨지거나 큰 샘플을 담기에는 적당하지 않을 수 있습니다. 플라스틱 역시 샘플을 오염시킬 수 있기 때문에 안전하게 사용하기에 좋지 않습니다. 뚜껑 달린 알루미늄 용기는 안전합니다만, 어떤 용기가 가장 좋을지 연구소와 상담하는 것이 가장 좋은 방법입니다.

d. 오류와 보정

고고학자나 일반 고객들은 연대 측정 결과에 계통 오류나 임의 오류가 있는지 연구소에 문의해 보는 것이 좋습니다. BP 년도를 달력 년도로 전환하는데 쓰이는 보정에 대해서도 연구소에 자세한 내용을 물어보는 것이 좋습니다.

e. 비용

방사성 탄소 연대 측정과 관련된 모든 비용을 정확히 아시기 바랍니다. 일부 연구소는 측정하지도 않은 샘플에 대해서도 많은 비용을 청구하기도 합니다.

f. 측정에 걸리는 시간

방사성 탄소 연대 측정 작업에는 시간이 걸리며, 연구소는 종종 대기 명단 리스트를 준비해 둡니다. 따라서 이런 점을 생각해 봐야 합니다.

g. 샘플 이름표

방사성 탄소 연대 측정 작업은 어수선하여 항상 고객들에게 샘플 식별할 수 있게 이름표를 붙일 것을 권장합니다. 하지만 실험 전에 샘플에 제대로 표식을 하였는지는 고객 책임입니다.

h. 오염물의 종류

고객은 연구소와 서로 소통해야 연구소는 발굴 현장에서 생길 수 있는 오염 물질의 종류에 대하여 아이디어를 얻을 수 있습니다. 이렇게 오염 물질의 종류에 대해 알아야 연대 측정 시작 전에 하는 사전 처리 방법에 대한 아이디어를 얻을 수 있습니다.

i. 샘플의 예상 연대.

연구소는 고객들에게 제출한 샘플의 예상 연대를 물어봅니다. 이는 샘플 작업 과정에서 상호 오염을 확실하게 피하고, 샘플의 실제 연대 (10,000년 이상)가 최근 나이를 확실히 따르지 못하게 하기 위해서 입니다.

또한 연구소는 커다란 달력 연대 오차가 나는 샘플의 연대 측정 작업을 피하고 싶어합니다. 보정 커브가 상대적으로 평행이고, 그 기간 동안 모든 달력상의 사건들이 방사성 탄소 연대와 거의 같게 나타나는 경우에, 연대 측정 결과의 가치는 거의 없습니다.

방사성 탄소 연대 측정 결과

연대 측정 결과의 해석은 단순하지 않습니다. 고고학자들이 연대 측정 결과를 ‘고고학적으로 받아 들일 수 없을’ 때도 있는데, 이런 경우는 고고학자가 발굴 현장의 연대기 계산에 따라 연대 측정 결과를 거부한 것입니다.

연대 측정 결과를 왜 ‘받아들일 수 없는’ 지에 대한 잠재적 이유는 많습니다. 깔려 있는 퇴적물 문제, 예상치 못한 오염 물질, 심지어 연구소 문제일 수도 있습니다. 어떤 문제이든 간에, 연대 측정 결과가 왜 받아 들일 수 없는지 잘 생각해 봐야 합니다.