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Research Projects Detailed Information

고고학, 지구화학, 통계학 융합연구를 통한 유물 제작산지, 생산체계 및 유통망 복원
An Archaeological, Geochemical and Statistical Study of the Production Systems and Distribution Networks in Korean Prehistory and Early History
  • Researchers have entered the information directly to the NRF of Korea research support system
Program 융합연구 [지원년도 신청 요강 보기 지원년도 신청요강 한글파일 지원년도 신청요강 PDF파일 ]
Project Number 2019-S1A5A2A03-2019S1A5A2A03043510
Year(selected) 2019 Year
Research period 3 Year 6 month (2019년 07월 01일 ~ 2022년 12월 31일)
chief of research 김장석
Executing Organization 서울대학교
the present condition of Project 진행중
Cooperation researcher 박정우(서울대학교)
권오영(서울대학교)
이재용(서울대학교)
이기성(한국전통문화대학교)
Research Summary
  • Goal
  • 각종 물품이 어디에서 제작되어 어디에서 소비되는가, 그리고 물품의 유통과 분배체계가 어떠한가는 과거 경제복원에 가장 핵심적인 질문이지만, 고고학과 경제사에서 본격적으로 다루어지지 못하여 왔다. 이것은 물품의 제작산지의 판정에 대한 실증적 연구가 전통적인 인문학적 접근법으로는 달성되기 어려운 문제이기 때문이다. 이로 인해 이 주제들은 유물에 대한 육안관찰이나 과거 사료에 나타는 제한적인 정보에 의존하여 ‘추정’되는 데 그쳐왔는데, 이 한계를 극복하기 위해서는 유물에 대한 자연과학적 분석을 거쳐 실증적으로 유물의 제작산지를 파악할 필요가 있다. 이러한 문제의식 하에서, 한국 선사 및 역사시대유적에서 발견되는 유물의 제작산지와 유통망을 밝히기 위해, 고고학, 통계학, 지구화학이 한 팀을 이루어 융합연구를 진행한다. 구체적으로는 고고학 유물의 화학적 특성과 미량원소의 비율을 지구화학적 방법을 통해 추출해내고 그 결과를 통계적으로 분석하여 유물의 소비지와 제작산지를 연결시킨 후, 이를 바탕으로 한국 선사 및 역사시대의 물자유통망을 규명하고 나아가 고경제의 복원을 시도한다.
  • Expectation Effectiveness
  • 고고학 유물의 자연과학적 분석을 통해 과거의 유통망을 연구하는 것은 단지 고고학과 지구화학만의 관심사항은 아니다. 경제사는 물론, 문화인류학과 경제학, 정치학 등의 모델 수립에서 역사적 접근은 최근 그 중요성이 많이 부각되고 있지만, 실제 연구에 있어서 이것이 현실화되는 경우는 많지 않은 것이 현실이다. 자연과학 역시 자연현상의 규명에만 머물러 있는 벽을 허물고 신방법론을 인간연구에 응용할 필요성은 여러차례 대두되어 왔다. 본 연구팀은 유통망 복원에 대한 융합적 연구를 통해 인문학과 자연과학의 경계를 허물고, 새로운 연구주제를 만들어내는 작업을 진행하고자 한다. 이러한 접근법은 ‘사회현안에 대한 해결’이나 상업적 모델의 도출보다는 즉각적 파급효과가 적을지는 몰라도, 차세대 학문을 이끌 수 있는 장기적 잠재력을 가질 수 있다.
  • Summary
  • 물자의 유통망을 복원하기 위해서는 물품의 제작산지를 파악하는 것이 필수적이다. 토기의 경우, 제작산지를 파악하기 위해서는 토양에 희귀하고 지역에 따라 분포에 편차를 보이는 미량원소의 함유비율을 파악하는 방법이 일반적이다. 그런데, 기존에 이용되었던 미량원소 추출방법은 파괴분석법이며, 실험실에 고정된 장비를 사용하여 중요한 유물의 분석에 한계가 있고, 시료의 수량도 충분히 확보할 수 없다는 문제가 있다. 따라서 본 연구는 최근 지질학, 무기재료공학 등에 광범위하게 이용되는 휴대용 X-ray 형광분석기를 이용하여 토기 내 미량원소를 추출한다. 이 분석법은 휴대가 가능하고 비파괴분석이라는 점에서 본 연구에 가장 적합하다. 연구진은 고고학자 4인, 자연과학자 2인(통계학자 1인, 지구화학자 1인)으로 구성된다. 고고학팀에서는 유통망 복원을 위한 다양한 고고학적 가설을 수립하고, 자연과학팀에서는 가설들을 검증할 수 있는 분석전략을 기획한다. 이후, 고고학팀에서는 분석대상 시료를 선정하며, 자연과학팀과 함께 pXRF 계측을 실시한다. 측정결과는 통계학적으로, 지구화학적으로 분석되며, 고고학팀과 공동으로 분석결과를 바탕으로 원가설을 검증한다. 고고학팀은 가설검증결과를 바탕으로 한국 신석기시대에서 삼국시대에 이르는 시기의 유통망을 복원하고 고고학적 의미를 부여한다.
Research Summary
  • Korean
  • 사회의 경제를 파악하기 위해 물품이 어디에서 만들어지고, 어떻게 이동되고 소비되는지를 확인하는 것은 매우 중요하다. 이는 현재뿐만 아니라 과거의 경제를 이해하는 데에도 핵심적인 정보를 제공한다. 하지만 그동안 역사학과 고고학에서 과거 경제 연구는 손에 꼽을 정도로 적으며, 산지가 명백하게 희소한 재질에 대해 단편적으로 접근하거나 대부분은 국가단계 이후 조세에 한정하여 이루어지는 경향이 있다. 그 이유는 근본적으로 기존의 연구방법을 통해 유물의 이동을 추론할 수 있을만한 객관적인 근거를 마련하기 어렵기 때문이다. 전통적으로 물건의 형태적 유사성을 바탕으로 물건이 이동했는지 여부를 추측했지만, 형태가 얼마나 유사한지는 관찰자의 시각에 따라 달라질 뿐만 아니라, 동일한 형태라고 할지라도 그것이 같은 산지에서 만들어져 이동한 것인지, 아니면 다른 산지에서 모방의 결과로 만들어진 것인지는 객관적으로 확인할 수 없다.
    이러한 문제를 극복하고자 이 연구는 지구화학적 산지분석에 주목하였다. 기존에도 지구화학적 산지분석을 시도하기는 하였으나, 시험연구에 그치고 후속연구가 활발히 이루어지지 못했는데, 그 이유는 기존의 분석방법이 시료의 파괴가 필수적인 데다가 분석 비용도 상당히 높기 때문일 것이다. 높은 분석 비용은 분석할 수 있는 시료의 수를 제한하기 때문에, 과거 유통망을 복원할 수 있을 정도로 다량의 분석을 시도하기가 매우 어려우며, 운이 좋게도 다량의 시료를 분석할 수 있는 수준의 연구비를 확보하였다고 하더라도 지구화학적 산지분석의 대상이 법적 보호를 받는 유물이기에 파괴가 가능한 시료를 확보하는 것조차 쉽지 않다. 따라서 유물에 대한 지구화학적 분석을 적극적으로 시도하기가 어려운 구조적인 한계가 있다고 하겠다.
    따라서 분석 비용이 저렴하면서도 유물의 파괴를 수반하지 않는 지구화학적 분석방법으로서 휴대용 X선 형광분석(pXRF)은 고고학에서 매우 매력적인 분석 방법이다. 문제는 파괴분석이 갖는 높은 정확성과 정밀성에 비해 이 방법은 해상도가 낮다는 것이다. 이러한 단점만 어느 정도 해소될 수 있다면 이를 바탕으로 유물의 산지를 과학적으로 변별할 수 있게 됨으로써, 그간 소외되었던 과거 경제 연구의 수준을 높이는 것이 가능할 것이다. 이에 본 연구는 토기에 대한 pXRF 측정 결과의 해상도를 파악하고 이를 높이기 위한 다양한 측정실험을 진행하였다. 이를 통해 토기분석에 적합한 pXRF 표준연구절차를 개발하였다. 이는 국제학술지에 보고될 만큼 높은 정확도와 신뢰도를 가지고 있는 것으로 판단된다.
    이를 바탕으로 한국 신석기시대부터 통일신라시대까지 토기의 유통에 대한 다양한 연구가설을 수립하고 이를 pXRF로 검증함으로써 과거 경제에 대한 유의미한 연구성과를 도출할 수 있었다. 이 연구에서 수행된 다양한 사례연구는 한국 선사 및 고대 경제와 관련된 핵심적인 질문들로써 한국고고학 연구의 수준을 한 차원 끌어올리게 되었다고 자평한다. 국제적 수준에서도 이 연구는 시사하는 바가 크다. 한국의 선사 및 고대 토기 유통에 대한 연구는 세계적으로도 흥미로운 사례연구들이다. 게다가 그간 해외에서 많은 pXRF 산지 분석이 이루어져 왔으나, 여러 차례의 pXRF 검증 실험을 바탕으로 분석절차를 제시한 연구는 찾기 어렵다는 점에서 이 연구는 국제적으로도 찾기 어려운 엄밀성을 갖추고 있다. 이러한 성과를 인정받아 pXRF 토기 산지 분석방법에 대한 논문이 이미 SCI급 저널에 발표되었고, 관련 추가 논문도 현재 SCI급 저널에 투고되어 심사가 진행되고 있다. 따라서 이 연구의 성과는 한국 고고학뿐만 아니라 세계 고고학계의 발전에 일조하게 되었다고 하겠다.
  • English
  • To understand the economy of a society, it is essential to examine the production, distribution, and consumption of goods. This provides critical information for comprehending both past and present economies. However, studies of past economies in history and archaeology are scarce and tend to be piecemeal approaches to materials with limited provenance, or they focus mainly on state taxation. This is because establishing an objective basis for inferring the movement of artifacts through conventional research methods is challenging. Traditionally, the shape of an object has been used to infer whether it has traveled. However, determining how similar the shape is depends on the observer's perspective, and even if the shape is the same, it cannot be objectively determined whether the object was made in the same place and traveled or made in a different place. Therefore, archaeology has largely overlooked the study of past economies.
    To address these issues, this study focuses on geochemical provenance analysis. Although previous studies have attempted this approach, it has been limited to pilot studies and has not been actively pursued, primarily due to the need for sample destruction and the high cost of analysis. The high cost of analysis restricts the number of samples that can be analyzed, making it challenging to reconstruct past distribution networks with a large enough sample size. Even if researchers secure sufficient funds to analyze a large number of samples, obtaining the necessary samples for geochemical provenance analysis can be challenging since the artifacts under investigation are legally protected. Therefore, there are structural limitations that make it difficult to pursue geochemical analysis of artifacts actively.
    Portable X-ray fluorescence (pXRF) is an attractive analytical method in archaeology because it is inexpensive and non-destructive. However, compared to destructive analysis, pXRF has lower accuracy and precision. Overcoming these limitations would enable the scientific identification of artifact origins and improve research on past economies that have been neglected. In this study, we conducted various experiments to improve the resolution of pXRF measurements for pottery. As a result, we developed a standardized pXRF procedure for pottery analysis. Comparing our results with those of other studies conducted worldwide, we determined that our standardized research procedure has higher accuracy and reliability than any other study.
    Based on the research findings, several hypotheses on the distribution of pottery from the Neolithic to the Unified Silla period in Korea were established and verified with pXRF. This resulted in significant insights into the economy of the past, which has been largely neglected. The various case studies conducted in this research have raised the level of Korean archaeological research and addressed key questions related to the prehistoric and ancient economy of Korea.
    Furthermore, this study has international implications. The study of prehistoric and ancient pottery distribution in Korea is an interesting case study in the world, and while pXRF provenance analyses have been conducted overseas, it is rare to find a study that presents an analytical procedure based on multiple pXRF validation experiments. Thus, this study has contributed not only to the development of Korean archaeology but also to the world archaeological community. In recognition of these achievements, a paper on the pXRF pottery provenance analysis method has been published in an SCI-ranked journal, and additional papers are currently under review for publication in SCI-ranked journals.
Research result report
  • Abstract
  • 물품의 유통과 분배체계는 과거 경제 복원의 핵심적인 요소이지만 그간의 연구방법을 통해서는 이에 대해 접근하는 것이 매우 어려웠다. 그 이유는 고고학에서 전통적으로 유물에 대한 육안관찰을 통해 유물의 이동, 나아가 유통양상을 추정해왔으나, 이를 통해 유물의 산지를 명확히 변별할 수는 없기 때문이다. 따라서 이러한 제한적인 정보를 바탕으로 과거의 경제구조를 복원하기에는 무리가 있었고, 그로 인해 과거의 경제보다는 정치와 사회에 주목해온 것도 사실이다. 이 연구는 이러한 한계를 극복하고, 한국 선사 및 역사시대 유물의 제작산지와 유통망을 밝히고자 고고학, 지구화학, 통계학의 융합연구를 시도하였다. 고고학 유물의 미량원소비율을 지구화학적 방법을 통해 추출하고, 이를 통계적으로 분석하여 유물의 산지를 변별한다면, 한국 선사 및 역사시대 물자 유통망을 규명하고 이를 바탕으로 과거 경제의 복원이 가능할 수 있을 것이다.
    토기의 미량원소 함량을 분석하는 지구화학적 방법으로는 중성자방사화분석(INAA)이나 유도결합 플라즈마 질량분광법(ICP-MS) 등이 주로 사용되고 있지만, 이러한 방법은 시료의 파괴가 필수적이고 분석비용이 높다는 점에서 쉽게 시도하기가 어려운 편이다. 따라서 이 연구는 비파괴로 유물을 분석할 수 있다는 장점이 있는 휴대용 X선 형광분광기(pXRF)를 통해 토기 내 원소함량을 추출하고 이를 통해 산지를 변별하고자 하였다. 다만, 이 분석은 분석 해상도가 낮다는 한계가 있기 때문에 본 연구는 기기의 정확도와 정밀도의 수준을 파악하고 이를 제고할 수 있는 분석절차를 마련하려는 일련의 실험을 수행하였다.
    이렇게 마련된 pXRF 분석절차를 바탕으로 한국 신석기시대부터 통일신라시대까지 토기의 이동과 유통에 대한 다양한 연구가설을 수립하고 이를 검증함으로써 한국고고학에서 그간 제대로 연구가 이루어지지 못했던 과거 경제복원과 관련하여 유의미한 연구성과를 도출해낼 수 있었다. 또한 과거 토기 유통망을 복원하는 것을 넘어 초기 시장 형성에 대한 시뮬레이션 연구까지 병행하였다는 점에서 이 연구의 성과는 방법론의 개발과 이를 적용한 개별 사례연구 수행을 넘어 교환 관련 이론적 측면에서도 중요한 성과가 있었다.
  • Research result and Utilization method
  • 고고학에서 지구화학적 산지분석은 고경제 복원에 중요한 분석 방법이지만, 한국고고학에서는 거의 이루어지지 못했다. 대부분의 지구화학적 분석 방법이 유물의 파괴를 수반하는 데다가 파괴분석은 분석비용이 높아 유의미한 양의 시료를 분석하기도 어렵기 때문이다. 산지연구가 시험적으로 시도되었다고 하더라도 시료확보와 분석비용의 문제로 인해 그 후속연구가 진행되기 어렵다는 한계도 존재한다.
    반면 pXRF를 통한 비파괴분석은 시료확보가 용이하고 상대적으로 저렴한 비용으로 시도할 수 있다는 장점이 있다. 문제는 비파괴 pXRF의 낮은 분석해상도인데, 이에 본 연구팀은 이번 연구를 통해 비파괴 pXRF 분석법을 정교화하고 표준 분석 절차를 개발하였다. 이는 한국 고고학에서 산지분석의 접근성을 높임으로써 그간 육안관찰을 통해 직관적으로 설명해왔던 물자의 이동과 그 이면의 정치경제에 대한 해석에 객관적·과학적 근거를 확보할 수 있는 방법론을 제공한 것이다. 본 연구에서 이루어진 다양한 시대와 지역에 대한 토기의 산지연구에서 확인되듯 그간 검증 없이 통용되던 가설과 전제를 pXRF를 이용해 적극적으로 검토하는 것이 가능해짐에 따라 한국고고학계의 전반적인 논의의 수준을 한 단계 끌어올릴 수 있을 것으로 보인다.
    또한 이 연구는 국립박물관에 소장된 양질의 자료를 대상으로 이루어졌는데, 이는 비파괴분석이기에 가능한 것이다. 국립박물관 소장 자료는 문화유산으로서 엄격히 보존되어야 함과 동시에 학계에서 학술연구자료로서 적극적으로 활용되어야 한다. 문제는 대부분 산지연구에서 수행하는 파괴분석은 소장유물의 보존과 학술적 연구라는 가치가 충돌하기에 시도가 거의 불가능하다는 점이다. 본 연구팀은 이러한 문제를 해소하고자 국립박물관과의 충분한 협의를 통해 학술적 목적과 분석방법, 국립박물관의 소장품 운용 원칙이 잘 조화를 이루도록 정교하게 공동연구를 기획하였다. 이는 고고학 자료 연구의 관학협력체계 구축에 획기적인 전범을 제시한 것으로 평가할 수 있다.
    이 연구를 바탕으로 다수의 석·박사학위를 배출함에 따라, 단순히 자연과학적 방법론을 아는 수준을 넘어, 연구 기획, 실험 설계, 수행 및 검증, 결과 해석이 가능한 융합연구자를 다수 배출하였다. 따라서 향후 본 연구팀 출신 연구자들을 중심으로 다양한 주제와 방법을 토대로 융합연구가 활발히 진행될 것으로 기대한다.
    국제적 수준에서도 본 연구는 시사하는 바가 크다. 지금까지 많은 pXRF 산지분석 연구가 이루어지고 있으나, 여러 차례의 pXRF 검증 실험을 바탕으로 해상도 제고를 위한 분석절차를 제시한 사례는 많지 않다. 이러한 성과를 인정받아 pXRF를 통한 토기산지분석 방법 관련 논문이 SCI급 저널에 이미 발표되었고, 관련 추가 논문도 현재 SCI급 저널에 투고되어 심사가 진행되고 있다.
    게다가 본 연구는 pXRF를 통해 한반도 선사~고대의 토기 유통에 대한 많은 연구를 수행하였다. 이는 한국고고학계뿐만 아니라 세계적으로도 매우 흥미로운 사례들이다. 그간 밀도 높은 양질의 물질자료가 축적되었음에도 국제적 담론에 참여가 저조한 편이었으나 이 연구를 통해 오히려 세계 학계의 연구를 선도할 수 있는 기회를 얻게 되었다. 따라서 향후 주제별 연구결과를 보완하여 국제전문학술지에 지속적으로 발표함으로써 한국고고학은 물론, 세계 고고학의 발전에 일조하게 될 것으로 기대한다.
  • Index terms
  • 고고학, 지구화학, 통계학, 토기, 산지연구, pXRF, 경제, 교환, 유통, 시장, 생산체계
  • Research Achievements List
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