본 연구는 한국고고학의 탄소연대측정치가 전시기에 골고루 분포하지 않고 특정시점에 편중되어 있다는 문제의식에서 출발하여, 왜 이러한 현상이 발생하는지를 고고학과 핵물리학의 융합연구를 통해 규명하고자 한다.

(1) 한국탄소연대 측정치의 편중과 공백
본연구팀 ...

본 연구는 한국고고학의 탄소연대측정치가 전시기에 골고루 분포하지 않고 특정시점에 편중되어 있다는 문제의식에서 출발하여, 왜 이러한 현상이 발생하는지를 고고학과 핵물리학의 융합연구를 통해 규명하고자 한다.

(1) 한국탄소연대 측정치의 편중과 공백
본연구팀은 현재까지 신석기시대에서 삼국시대에 걸치는 탄소연대측정치 1600여건을 수집하여 왔는데, 그에 대한 사전조사결과, 특정시점에 연대측정치가 편중되어 분포하고 있으며 시간적 공백이 발생한다는 점이 발견되고 있다.

탄소연대측정치가 특정시점에만 편중되어 있는 상황은 반복적으로 나타난다. 신석기시대의 경우, 대체로 빈도봉이 4500-4000 BP를 전후한 시기에 집중되어 있으며, 청동기시대에는 3000-2800 BP, 2600-2500 BP에 편중되는 양상이 보인다. 이후 탄소연대측정치의 분포는 500여년간의 공백을 보이면서 매우 산발적으로만 나타나다가, 1900-1800 BP에 다시 집중적으로 나타나는 현상이 관찰된다. 특히, 신석기시대-청동기시대의 전환시점인 3500-3200 BP, 그리고 초기철기시대와 원삼국시대의 개시기에 해당하는 2300-2100 BP에는 현저한 공백이 발생하고 있다. 더욱이, 공백의 뒷시기에는 탄소연대의 수량이 매우 급격히 증가한다는 공통점이 눈에 띈다.

정상적인 상황이라면 탄소연대측정치는 전시기에 걸쳐 균일하게 분포하거나, 인구의 증가를 감안한다고 하면 뒷시기에 해당하는 연대가 증가하는 양상을 보여야 할 것이다. 예를 들어, 만약 인구가 지속적으로 증가하고 유적이 한 시점에 편중되어 발굴되지 않았다고 본다면, 탄소연대의 히스토그램은 점차 시기가 지날수록 샘플의 수가 늘어나는 우편향적인 모습을 띨 것이다.

(2) 융합연구의 필요성

이러한 연대측정치의 편중된 분포는 매우 비정상적인 양상으로서, 왜 이러한 편중현상이 발생하는 지에 대한 규명이 본 연구가 궁극적인 목적이다. 이 문제는 (1) 탄소연대측정결과를 편년에 이용하는 고고학 단독연구만을 통해서는 풀리지 않으며 측정원리를 개발하고 실제 측정을 담당하는 핵물리학과의 연계적 접근이 필요하며, (2) 핵물리학의 탄소연대측정법의 정확성 제고와 오류수정은 시료를 현장에서 채집하고 연대측정결과를 해석하여 문화변동과정을 복원하는 고고학과의 공동연구 없이는 달성하기 힘들다는 점에서, 양 학문의 융합적 공동연구를 수행하고자 한다.

(3) 문제에 대한 접근방법

본 연구는 고고학팀과 핵물리학팀의 협동연구이다. 한국 탄소연대의 편중현상이 발생할 수 있는 여러 가능성에 대해 고고학적으로, 핵물리학적으로 문제를 제기하여 가설을 수립한 후, 이에 대해 각각의 팀에서 검증하여 종합적인 가설을 이끌어 낸 후 가장 가능성이 높은 가설을 채택하는 연역적 방법으로 진행될 것이다.

고고학적으로는 1) 유적발견 자체가 특정시점에 편중되어 있을 가능성, 2) 특정시점에 정주성이 감소하고 이동성이 증가하여 주거유적 형성이 부진하였을 가능성, 3) 주거지가 지상화되면서 땅에 흔적을 남기지 않게 되고 그에 따라 유적자체의 발견은 물론 탄소연대 시료채취가 어려운 상황이 특정시점에 발생하였을 가능성, 4) 인구규모의 주기적 변동 가능성, 5) 인구의 대규모유출과 유입의 반복 가능성, 그리고 6) 인간행위의 편중으로 인한 가능성 등의 가설이 수립될 수 있다.

물리학적으로는 탄소연대의 편중이 연대 측정원리의 문제점이나 측정과정상에서의 체계적 오류에 의해 발생하였을 가능성도 제시할 수 있다. 이 문제는 탄소연대측정법의 원리를 개발하고 측정을 실제 담당하는 물리학의 영역에서 해결할 문제일 것이다. 이를 위해 핵물리학적으로, 측정과정에서 발생할 수 있는 오류에 대해, 1) 측정원자료의 재검토, 2) 측정과정과 결과에 대한 시뮬레이션, 4) 사용가속기의 이력검토를 통해 탄소연대의 편중현상을 규명한다.

고고학과 핵물리학 양측에서 수립된 가설은 상호협동연구를 통해 검증될 것이며, 이를 통해 이러한 비정상적인 탄소연대의 편중이 어떠한 원인에 의해 발생하게 되었는지를 종합적으로 검토하는 것이 본 연구의 목적이다.

본 연구의 목적은 지금까지 축적되어 온 탄소연대측정치가 어떤 시점에 어떻게 편중되고 있는지를 파악하고, 편중의 이유를 고고학적으로, 핵물리학적으로 찾아보는 데에 있다. 이 문제를 고고학적으로 해결하든, 아니면 핵물리학적으로 해결하든 간에 상관없이, 양 학문 ...

본 연구의 목적은 지금까지 축적되어 온 탄소연대측정치가 어떤 시점에 어떻게 편중되고 있는지를 파악하고, 편중의 이유를 고고학적으로, 핵물리학적으로 찾아보는 데에 있다. 이 문제를 고고학적으로 해결하든, 아니면 핵물리학적으로 해결하든 간에 상관없이, 양 학문의 융합적 연구는 필수적이다.

탄소연대측정을 직접 행하지 않는 고고학 연구자가 측정의 원리와 과정을 완전히 이해하고 측정과정 전체에 직접 참여하기란 실질적으로 불가능하며, 이와 마찬가지로 시료가 채집된 유구의 고고학적 맥락을 파악하지 않은 상태에서 핵물리학적인 연구만으로 그 시료의 측정이 올바로 이루었는지를 자체 점검할 수는 없다.

한국의 고고학에서는 그간 탄소연대측정법의 효용성에 대하여 많은 논란이 있어왔다. 탄소연대 자체의 측정오차와 동일한 유구 내에서 매우 판이한 연대측정 결과로 인해, 탄소연대 자체를 편년에 이용하지 않는 경우도 있었으며, 역사고고학과 같이 세밀한 편년을 요구하는 시대에서는 탄소연대를 아예 고려하지 않는 경우도 많이 있어왔다. 또한 여러 개의 탄소연대 측정치 중 자신의 가설에 유리한 연대만을 취사선택하여 편년을 행하는 경우도 왕왕 발견된다. 한마디로, 탄소연대는 한국고고학에서 일종의 계륵 같은 존재로 취급되어 왔다. 풍납토성 축조연대에 대한 논란에서 발견할 수 있듯, 이러한 논쟁이 탄소연대측정법의 원리와 측정과정을 충분히 이해한 채 이루어지지 않았다는 점에 대해서는 많은 고고학자들이 동의할 것으로 생각한다.

한편, 핵물리학에서도 탄소연대측정의 실제 시료가 어떤 맥락에서 채집된 것인지, 그리고 그 결과는 얼마만큼의 고고학적 신빙성을 가지고 있는지에 대해서는 무관심해 왔다. 즉, 핵물리학은 탄소연대측정법의 자연과학적 원리를 제공하고, 실제로 기기를 운용하면서 연대측정을 하여왔지만, 실제로 그들이 도출해낸 연대측정치가 과연 고고학자들에게 어떻게 받아들여지고 있는지, 그리고 그 여파는 어떤 것인지에 대해서는 개입을 회피하여 왔다.

비판적으로 말하자면, 탄소연대에 대하여 한국의 고고학과 핵물리학은 지금까지 사업적 계약관계였을 뿐, 탄소연대가 가지고 있는 학문적 의미에 대해서는 서로 간에 아무런 대화도 나누지 않았던 것이다. 본 연구는 지금까지의 분리적 연구를 통합하고자 한다.

인문학과 자연과학의 융복합연구는 새로운 연구주제를 창출하고, 더 나아가서는 새로운 패러다임을 마련할 수 있다는 점에서 큰 강점을 가지고 있다. 하지만, 본연구팀은 학제간 융합연구가 거창한 주제에서 새로운 패러다임의 창출을 위해서만 시작될 필요는 없다고 본다. 대신, 인문사회계와 이공계에서 동시에 관심을 가지고 있는 주제에 대한 문제점을 공동인식하고 해결을 목표로 하여 공동연구를 진행함으로써 좀 더 현실적인 융복합연구가 이루어질 수 있을 것이다. 즉, 탄소연대측정과 같이 원론적인 차원에서는 융복합적인 측면에서 연구가 이루어지고 있으면서도 실제로는 학제간 연구가 활성화되어 있지 않은 부분부터 시작하는 것이 훨씬 실현가능한 것이라고 보는 것이다. 본연구팀은 현실적으로 가장 융합연구가 손쉬울 듯 하면서도 실제로는 그렇지 못하였던 두 분야가 융합적 연구를 통해 문제점을 해결하자는 취지에서 구성되었다.

본연구팀은 이 연구가 계속적으로 진행된다면, 고고학과 핵물리학 양측에 모두 커다란 파급효과를 지니고 있을 것임과 동시에, 인문사회계와 이공계의 학제간 융합연구에 전범을 제시할 수 있을 것으로 기대한다.

이외에도 본 연구에서 기획하고 있는 한국탄소연대 데이터베이스는 현재까지 산발적으로만 분포하고 있었던 탄소연대측정치를 한데 수집함으로써 고고학, 물리학 양측 모두에게 차후연구를 위해 중요한 자료로 활용될 수 있을 것이다.

탄소연대측정법에 대한 근본적인 검토와 연대분포의 편중에 대한 고고학적, 물리학적 해석이 장기간의 공동연구를 요하는 것임은 두말할 나위도 없다. 이번 연차의 사업은 자료의 현상을 명확히 파악하여, 차후의 연구이슈를 부각시키는 데에 최대한 역점을 두고 진행한다 ...

탄소연대측정법에 대한 근본적인 검토와 연대분포의 편중에 대한 고고학적, 물리학적 해석이 장기간의 공동연구를 요하는 것임은 두말할 나위도 없다. 이번 연차의 사업은 자료의 현상을 명확히 파악하여, 차후의 연구이슈를 부각시키는 데에 최대한 역점을 두고 진행한다.

이를 위해 이번 연차의 연구는 고고학파트에서는 지금까지 축적된 탄소연대측정치의 수집과 시료의 출토유구와 공반유물에 대한 고고학적 검토를, 그리고 핵물리학파트에서는 기왕의 탄소연대측정과정의 재검토를 최우선과제로 삼고자 한다.

방법론적으로 본연구는 연역법적으로 문제에 대해 접근할 것이다. 자료에 대한 검토와 파일럿스터디를 통해 고고학적으로, 물리학적으로 검증가능한 작업가설을 수립하고, 각각의 가설을 검토 및 검증하는 과정에서 가능성이 낮은 가설을 탈락시키는 방향으로 연구가 진행될 것이다.

본 연구팀은 두개의 서로 다른 대학의 연합팀으로 구성되어 있으며, 고고학팀 5인과 핵물리학팀2인의 총 7인이 참여한다. 각각의 팀은 고고학자인 연구책임자와 물리학자인 공동연구원의 책임하에 연구를 진행한다.

고고학팀에서는 기존의 탄소연대자료를 취합하여 현재의 고고학적 편년과 탄소연대측정치를 연결한다. 그리고 탄소연대측정치에 대한 데이터베이스를 구축하고 지속적으로 업데이트를 실시하여, 통계적 분포를 확인한다. 매년 수천건씩 탄소연대측정자료가 증가한다는 점을 감안하여, 일단 본 연차에서는 2011년까지의 연대측정결과를 수집한다. 이후, 각 연대측정치의 출토맥락을 파악하고 고고학적 상대편년과의 대비를 통해 탄소연대의 신뢰도에 대해 점검한다. 이 과정에서 지속적으로 연대분포에 대한 통계분석과 가중치 부여를 통해 탄소연대의 편중 샘플링상의 오류에서 비롯되는 것은 아닌지의 여부를 살핀다. 마지막으로, 탄소연대의 편중현상에 대한 고고학적 가설을 수립하고, 검증방법론을 개발하여, 가능성이 낮은 작업가설을 탈락시켜 나아가는 방향으로 연구를 진행한다.

핵물리학팀에서는 탄소 12, 13, 14의 원자료를 취합하여, 계산상의 오류가 있었는지를 검증하고 몬테카를로 모의실험과 질량가속기의 배치상태 이력을 재검토하여 연대측정과정에서의 문제가 있지는 않았는지 점검한다. 핵물리학팀의 공동연구원은 물리학적 연구전략과 작업가설을 수립하여 핵물리학팀의 연구수행을 주도하고, 연구보조원은 측정 원자료를 수집하여 데이터베이스화하는 작업을 수행한다. 핵물리학팀 역시, 검증가능한 작업가설을 수립하고 각각에 대해 검증 및 재검토를 함으로써 가능성이 낮은 가설을 탈락시키는 방향으로 연구를 수행한다.

차후에 이 연구가 새싹형 사업으로 발전된다면, 외국의 탄소연대측정치도 수집하여 분포도를 작성함으로써, 탄소연대의 편중현상이 비단 한국에만 국한되는 현상인지, 아니면 동아시아 또는 전지구적으로 발생하는 현상인지에 대한 연구로 확대해 나갈 수 있을 것이며, 이에 대한 외국기관과의 공동연구로 확대발전될 수 있을 것으로 기대한다. 또한, 측정기기에 따라 연대치의 분포가 상이하게 나타나는지에 대한 연구도 진행할 수 있을 것이다.