[학위논문]보령 성주사지 오층석탑의 훼손도 평가와 부재의 산지해석 Provenance Interpretation and Deterioration Assessment of the Five-Storied Stone Pagoda in the Seongjusaji Temple site, Boryeong, Korea원문보기
성주사지는 선종9산선문의 본산으로 보령시 성주면 성주리 성주산 기슭에 위치한다. 성주사지의 전신은 백제의 사찰 오합사로서 역사적으로 중요한 의미를 가지고 있는 곳이다. 이 연구에서는 통일신라 후기의 양식인 성주사지 오층석탑(보물 제19호)의 구성암석에 대한 재질특성과 물리적, 화학적, 생물학적 풍화 및 훼손도에 대해 연구하였다. 또한 석탑 부재의 원산지 및 석재의 이동경로에 대한 지리적, 역사적, 과학적 증거자료를 제시하여 고찰하였다. 이 석탑의 부재는 담회색의 중립질 각섬석화강암으로 총 40매의 별석으로 구성되었다. 이 암석은 금당지의 면석 및 연화대좌와도 동일한 것이다. 구성암석 일부에서는 염기성 포획암을 함유하고 있으며, 동측 기단부에는 ...
성주사지는 선종9산선문의 본산으로 보령시 성주면 성주리 성주산 기슭에 위치한다. 성주사지의 전신은 백제의 사찰 오합사로서 역사적으로 중요한 의미를 가지고 있는 곳이다. 이 연구에서는 통일신라 후기의 양식인 성주사지 오층석탑(보물 제19호)의 구성암석에 대한 재질특성과 물리적, 화학적, 생물학적 풍화 및 훼손도에 대해 연구하였다. 또한 석탑 부재의 원산지 및 석재의 이동경로에 대한 지리적, 역사적, 과학적 증거자료를 제시하여 고찰하였다. 이 석탑의 부재는 담회색의 중립질 각섬석화강암으로 총 40매의 별석으로 구성되었다. 이 암석은 금당지의 면석 및 연화대좌와도 동일한 것이다. 구성암석 일부에서는 염기성 포획암을 함유하고 있으며, 동측 기단부에는 사암이 대체석으로 사용되었다. 현재 이 탑은 기단부의 균열, 이격, 부등침하현상 등 구조적인 문제점을 가지고 있다. 표면변색과 이차 오염물질의 침착은 심하지 않으나 향후에는 문제점을 일으킬 소지를 가지고 있다. 또한 이 탑은 다른 풍화현상에 비해 생물학적 오염이 심각하여 기단부에서 옥개석 상부에 이르기까지 초본식물과 하등식물이 자생한다. 한편 기단부의 균열 및 이격된 부재 사이로 초본식물들이 식생하고 있어 부재의 물리적 및 구조적인 풍화를 촉진시키고 있다. 이와 같은 물리적, 구조적, 화학적 및 생물학적인 풍화를 바탕으로 석탑의 실측도면에 훼손지도를 작성하여 종합훼손도를 평가하였다. 물리적인 풍화를 훼손유형에 따라 살펴보면 전체 유형 중 박리박락이 1.4%, 화학적인 풍화는 연황색 변색이 7.9%, 생물학적인 풍화는 회백색 지의류가 9.2%로 각각 높은 훼손율을 보였다. 층별에 따른 훼손상태를 살펴보면 물리적 풍화는 상대기단에서 11.3%, 화학적인 풍화는 2층 탑신부에서 25.3%, 생물학적 풍화는 상륜부에서 15.5%로 나타났다. 풍화등급의 정량화를 위하여 구성부재의 초음파 탐사를 실시하였다. 초음파 속도는 간접전달방식을 이용하여 두 압전 결정 사이의 거리를 15cm 간격으로 부재마다 최소 2지점에서 최대 18지점을 선택하여 총 254지점을 전면에 걸쳐 측정하였다. 측정된 초음파 속도는 평균 2914.5m/s로 나타났으며, 이를 풍화도지수로 산출하면 평균 0.42로 풍화도 분류기준에서 HW(심한 풍화) 단계에 해당된다. 이를 바탕으로 오층석탑의 훼손지도와 동일한 도면에 등고밀도선 방식으로 초음파 속도를 도면화하였다. 이 결과, 육안으로 관찰된 풍화상태에 비해 석탑 내부의 풍화상태가 심각함을 나타내고 있다. 특히 동측면과 남측면에서 전체적으로 저속대를 보이는 것으로 보아 석탑 내부의 물성이 약화된 것으로 나타났다. 이는 표면에서 관찰되는 풍화현상보다는 암석내부의 균열 및 공극의 차이가 일조량과 수분유지에 따른 건조와 습윤의 영향을 받기 때문이다. 이 석탑 석재의 산지추정을 위해 성주사지에서 반경 10km 내외의 보령과 부여 일대를 야외 정밀조사를 실시하고 노두에서 전암대자율을 측정하였다. 이 결과, 부여 및 성주사지 일대에서 화강암질암의 산지는 없는 것으로 나타났다. 그러나 보령시 내항동 대천IC와 대천여상 부근 노두에서 석탑의 구성부재와 동일한 암석을 확인하였다. 이 암석들을 대상으로 암석학적 및 광물학적 특성과 지구화학적 진화경향을 분석한 결과, 석탑의 구성암석과 동일한 암석임이 입증되었다. 이 분석된 자료를 토대로 추정산지 암석들의 이동경로를 역사적 및 지정학적으로 해석하였다. 따라서 산지로 추정되는 곳의 암석들은 바닷길을 통해 현재 웅천면 수부리(古百濟: 寺浦, 朝鮮時代: 熊川浦)를 거쳐 웅천천을 이용하여 성주사지로 석재를 공급했을 것으로 해석하였다. 성주사지 오층석탑의 주요 손상현상은 구조적 불안정성 및 생물학적 훼손이다. 이 석탑의 구조적 불균형 문제로는 약 30t 정도의 부재하중에 따른 기단부의 균열, 이격, 부재와 부재간의 부등침하현상으로서, 이에 따라 석탑은 전체적으로 동쪽으로 기울어져 있다. 따라서 장기적인 정밀 안전진단과 중장기적인 모니터링을 실시해야 하며, 기단부의 대체석인 사암 대신 원부재와 동일한 화강암질 암석으로 대체해야할 것이다. 또한 생물학적 훼손이 다른 훼손양상에 비해 심하므로 각각의 생물종에 적합한 처리제를 선정하여 문화재에 영향을 미치지 않는 범위 내에서 보존방안의 수립과 임상실험을 통한 과학적 처리가 필요하다고 판단된다.
성주사지는 선종9산선문의 본산으로 보령시 성주면 성주리 성주산 기슭에 위치한다. 성주사지의 전신은 백제의 사찰 오합사로서 역사적으로 중요한 의미를 가지고 있는 곳이다. 이 연구에서는 통일신라 후기의 양식인 성주사지 오층석탑(보물 제19호)의 구성암석에 대한 재질특성과 물리적, 화학적, 생물학적 풍화 및 훼손도에 대해 연구하였다. 또한 석탑 부재의 원산지 및 석재의 이동경로에 대한 지리적, 역사적, 과학적 증거자료를 제시하여 고찰하였다. 이 석탑의 부재는 담회색의 중립질 각섬석화강암으로 총 40매의 별석으로 구성되었다. 이 암석은 금당지의 면석 및 연화대좌와도 동일한 것이다. 구성암석 일부에서는 염기성 포획암을 함유하고 있으며, 동측 기단부에는 사암이 대체석으로 사용되었다. 현재 이 탑은 기단부의 균열, 이격, 부등침하현상 등 구조적인 문제점을 가지고 있다. 표면변색과 이차 오염물질의 침착은 심하지 않으나 향후에는 문제점을 일으킬 소지를 가지고 있다. 또한 이 탑은 다른 풍화현상에 비해 생물학적 오염이 심각하여 기단부에서 옥개석 상부에 이르기까지 초본식물과 하등식물이 자생한다. 한편 기단부의 균열 및 이격된 부재 사이로 초본식물들이 식생하고 있어 부재의 물리적 및 구조적인 풍화를 촉진시키고 있다. 이와 같은 물리적, 구조적, 화학적 및 생물학적인 풍화를 바탕으로 석탑의 실측도면에 훼손지도를 작성하여 종합훼손도를 평가하였다. 물리적인 풍화를 훼손유형에 따라 살펴보면 전체 유형 중 박리박락이 1.4%, 화학적인 풍화는 연황색 변색이 7.9%, 생물학적인 풍화는 회백색 지의류가 9.2%로 각각 높은 훼손율을 보였다. 층별에 따른 훼손상태를 살펴보면 물리적 풍화는 상대기단에서 11.3%, 화학적인 풍화는 2층 탑신부에서 25.3%, 생물학적 풍화는 상륜부에서 15.5%로 나타났다. 풍화등급의 정량화를 위하여 구성부재의 초음파 탐사를 실시하였다. 초음파 속도는 간접전달방식을 이용하여 두 압전 결정 사이의 거리를 15cm 간격으로 부재마다 최소 2지점에서 최대 18지점을 선택하여 총 254지점을 전면에 걸쳐 측정하였다. 측정된 초음파 속도는 평균 2914.5m/s로 나타났으며, 이를 풍화도지수로 산출하면 평균 0.42로 풍화도 분류기준에서 HW(심한 풍화) 단계에 해당된다. 이를 바탕으로 오층석탑의 훼손지도와 동일한 도면에 등고밀도선 방식으로 초음파 속도를 도면화하였다. 이 결과, 육안으로 관찰된 풍화상태에 비해 석탑 내부의 풍화상태가 심각함을 나타내고 있다. 특히 동측면과 남측면에서 전체적으로 저속대를 보이는 것으로 보아 석탑 내부의 물성이 약화된 것으로 나타났다. 이는 표면에서 관찰되는 풍화현상보다는 암석내부의 균열 및 공극의 차이가 일조량과 수분유지에 따른 건조와 습윤의 영향을 받기 때문이다. 이 석탑 석재의 산지추정을 위해 성주사지에서 반경 10km 내외의 보령과 부여 일대를 야외 정밀조사를 실시하고 노두에서 전암대자율을 측정하였다. 이 결과, 부여 및 성주사지 일대에서 화강암질암의 산지는 없는 것으로 나타났다. 그러나 보령시 내항동 대천IC와 대천여상 부근 노두에서 석탑의 구성부재와 동일한 암석을 확인하였다. 이 암석들을 대상으로 암석학적 및 광물학적 특성과 지구화학적 진화경향을 분석한 결과, 석탑의 구성암석과 동일한 암석임이 입증되었다. 이 분석된 자료를 토대로 추정산지 암석들의 이동경로를 역사적 및 지정학적으로 해석하였다. 따라서 산지로 추정되는 곳의 암석들은 바닷길을 통해 현재 웅천면 수부리(古百濟: 寺浦, 朝鮮時代: 熊川浦)를 거쳐 웅천천을 이용하여 성주사지로 석재를 공급했을 것으로 해석하였다. 성주사지 오층석탑의 주요 손상현상은 구조적 불안정성 및 생물학적 훼손이다. 이 석탑의 구조적 불균형 문제로는 약 30t 정도의 부재하중에 따른 기단부의 균열, 이격, 부재와 부재간의 부등침하현상으로서, 이에 따라 석탑은 전체적으로 동쪽으로 기울어져 있다. 따라서 장기적인 정밀 안전진단과 중장기적인 모니터링을 실시해야 하며, 기단부의 대체석인 사암 대신 원부재와 동일한 화강암질 암석으로 대체해야할 것이다. 또한 생물학적 훼손이 다른 훼손양상에 비해 심하므로 각각의 생물종에 적합한 처리제를 선정하여 문화재에 영향을 미치지 않는 범위 내에서 보존방안의 수립과 임상실험을 통한 과학적 처리가 필요하다고 판단된다.
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