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문제 정의
- 본고는 2008년 국립중앙박물관 보존과학팀의 청동제 유물을 보존처리하는 과정에서 소량의 녹을 입수하고 이에 함유된 납동위원소비를 분석하여 원료의 산지를 추정하는 과정과 결과를 정리한 내용이다. 물론 이 산지 추정 결과는 유물의 명료한 원료 산지를 지정해 주는 것은 아니지만 이러한 결과와 함께 고고학적 해석을 종합하면 그 유물을 이해하는데 도움이 될 수 있다고 생각한다.
- 불과 10여년 전만해도 청동기의 산지연구를 위해서는 부식되지 않은 신선한 금속 시료가 필요했으나 첨단 기기의 발달과 녹에 대한 연구 결과로부터 충분히 그 유용성을 입증하고 있다. 이에 국립 중앙박물관 보존과학팀에서는 금속 유물의 보존처리를 수행하면서 자연스럽게 발생하는 청동 녹을 수집하고 분석하여 그 결과를 소장품의 데이터로 축적하고 이들 자료가 모아지면 유물별, 시기별, 지역별로 유물의 산지연구를 위한 자료로 활용하고자 한다.
제안 방법
- 백제시대의 유물로 忠南 扶餘郡 扶餘面 陵山里 第5墳에서 출토되었다. 3점의 유물 중 1점에서 시료를 채취하였으며 3점 중 어느 유물인지는 알 수 없으나 떨어진 편을 분석하였다. 부식으로 인해 금도금층의 결실이 심하며, 소지 금속도 매우 약한 상태이다.
- 본 연구의 일환으로 2008년에는 전 4점, 금동환형좌금 2점, 동전두 2점, 청동제화형접시 10점의 납동위원소비를 분석하였다. 그리고 이에 대한 해석은 馬淵久夫와 平尾良光에 의해서기 분석한 한국, 중국 및 일본의 방연석 납동위원소비 데이터를 기초로 산지를 추정하였다.
- 청동 유물의 보존처리 과정에서 18점의 청동 녹에 대한 납동위원소비를 측정하였고 그 결과를 Table 2에 나타내었다. 그리고 한국∙중국∙일본의 방연석 데이터를 사용하여 도시한 Fig. 1의 분포도에 Table 2의 납동위원소비 데이터 값을 넣어 각 청동 유물이 어느 지역에 포함되는지를 확인하였다.
- 본 연구에서는 馬淵久夫와 平尾良光이 기 분석한 한국, 중국 및 일본의 방연석의 납동위원소비 데이터(134개 시료 세트)를 기초로 선형판별식분석(statistical linear discriminant analysis ; SLDA)을 수행하여 판별함수(discriminant function)를 계산하였다. 선형판별식분석으로 구한 판별함수에 미지시료의 납동위원소비 데이터를 넣으면 판별점수(discriminant score ; DSi,1 및 DSi,2)를 구할 수 있다.
- 본 연구의 일환으로 2008년에는 전 4점, 금동환형좌금 2점, 동전두 2점, 청동제화형접시 10점의 납동위원소비를 분석하였다. 그리고 이에 대한 해석은 馬淵久夫와 平尾良光에 의해서기 분석한 한국, 중국 및 일본의 방연석 납동위원소비 데이터를 기초로 산지를 추정하였다.
- 원심분리 시켜 녹인 시료를 음이온교환수지와 1N 염산을 사용하여 납을 분리시켰다. 분리한 납은 single filament에 얹어 열이온화질량분석기(VG Sector 54-30)를 사용하여 동위원소비를 측정하였다. 분석결과는 표준물질(NBS SRM 981)의 측정치를 사용하여 보정한 것이다.
- 18점의 유물 중 4점의 유물에서 시료를 채취 하였으며 3점의 전에서는 元豊通寶(1078년-북송)가 확인되지만 잔편은 부식이 진행되어 확인할 수 없었다. 시료는 보존처리 중 떨어지는 녹 부분이 적어 극히 미량만을 분석하였다. 부분적으로 밝은 녹색(Bright green)의 녹이 관찰되며 분석 시료는 유물의 소지 부분과 떨어지는 편을 중심으로 3점의 시료에서 각각 1곳씩 채취하였다.
- 다음 바이알 뚜껑을 열고 가열하여 건조시켰고 6N 염산 2 ml 정도를 사용하여 다시 건조시킨 후 1N 염산 1ml로 녹였다. 원심분리 시켜 녹인 시료를 음이온교환수지와 1N 염산을 사용하여 납을 분리시켰다. 분리한 납은 single filament에 얹어 열이온화질량분석기(VG Sector 54-30)를 사용하여 동위원소비를 측정하였다.
- 이 경우 206Pb/204Pb, 207Pb/204Pb, 208Pb/207Pb의 데이터는 무시되고 있다는 점과 시료를 판별할 수 없는 단점이 있다. 이러한 단점을 보완하는 방법으로서 모든 데이터를 동시에 사용하여 선형판별식분석으로 방연석의 분포도를 작성하였다.
대상 데이터
- 18점의 시료를 선정하여 Table 1에서 유물별로 元豊通寶(1078년-북송)의 전 4점(1점은 미상), 백제시대의 금동환형좌금 2점, 낙랑시대의 동전두 2점, 통일신라의 청동제화형접시 10점을 각각 Fig. 2~5에 나타내었다. Fig.
- 京畿道 江華郡 內可面 外浦里 俗稱庚에서 발견되었고 元豊通寶(1078년-북송)인 중국동전으로 확인되며, 표면에 부식이 진행되고 있는 상태이다. 18점의 유물 중 4점의 유물에서 시료를 채취 하였으며 3점의 전에서는 元豊通寶(1078년-북송)가 확인되지만 잔편은 부식이 진행되어 확인할 수 없었다. 시료는 보존처리 중 떨어지는 녹 부분이 적어 극히 미량만을 분석하였다.
- 통일신라시대의 유물로 黃海道 平山郡 平山面 山城里 91田에서 출토되었다. 41점의 유물 중 국립중앙박물관 소장 청동유물의 납동위원소비 데이터베이스 구축(Ⅰ)에서 8점의 결과를 고찰하였으며 이번에 10점을 분석하였다. 약간의 균열이 관찰되지만 완형을 이루며, 유물의 상태는 안정한 편이이다.
- 낙랑시대의 유물로 平南 大同郡 大同江面 梧野里에서 출토 되었으며 5점의 유물 중 상태가 양호한 4점에서 시료를 채취하였다. 2점의 시료는 국립중앙박물관소장 청동유물의 납동위원소비 데이터베이스 구축(Ⅰ)에 결과를 고찰하였으며 이번에 2점을 분석하였다.
- 백제시대의 유물로 忠南 扶餘郡 扶餘面 陵山里 第5墳에서 출토되었다. 3점의 유물 중 1점에서 시료를 채취하였으며 3점 중 어느 유물인지는 알 수 없으나 떨어진 편을 분석하였다.
- 분석과정의 총 바닥 값은 1ng 내외이었다. 본 납동위원소 분석은 대덕연구 단지에 있는 한국기초과학지원연구원에서 수행하였다.
- 시료는 보존처리 중 떨어지는 녹 부분이 적어 극히 미량만을 분석하였다. 부분적으로 밝은 녹색(Bright green)의 녹이 관찰되며 분석 시료는 유물의 소지 부분과 떨어지는 편을 중심으로 3점의 시료에서 각각 1곳씩 채취하였다.(가로 28.
- 전체적으로 흙이 얇게 고착되어 있으며 접시의 중앙 부분을 중심으로 앞∙뒤면에 공작석(Malachite)로 보이는 짙은녹색(Dark Green)의 녹이 형성되어 있다. 이 녹을 중심으로 시료를 채취하였다.
- 부식으로 인해 금도금층의 결실이 심하며, 소지 금속도 매우 약한 상태이다. 전체적으로 밝은 녹색(Bright green)의 녹이 관찰되며 유물의 소지 부분과 떨어지는 편을 중심으로 시료를 채취하였다. (가로 40.
- 청동기 원료의 산지추정을 위해 207Pb/206Pb와 208Pb/206Pb을 축으로 한 Fig. 1-a(도식 A)와 206Pb/204Pb와 207Pb/204Pb를 축으로 한 Fig. 1-b(도식 B)를 사용하였다. 여기에서 보는 바와 같이 한국, 중국 및 일본의 방연석 영역이 잘 나타나 있어 납의 산지 분류에 유용하게 사용되고 있다.
- 통일신라시대의 유물로 黃海道 平山郡 平山面 山城里 91田에서 출토되었다. 41점의 유물 중 국립중앙박물관 소장 청동유물의 납동위원소비 데이터베이스 구축(Ⅰ)에서 8점의 결과를 고찰하였으며 이번에 10점을 분석하였다.
데이터처리
- 낙랑시대의 유물로 平南 大同郡 大同江面 梧野里에서 출토 되었으며 5점의 유물 중 상태가 양호한 4점에서 시료를 채취하였다. 2점의 시료는 국립중앙박물관소장 청동유물의 납동위원소비 데이터베이스 구축(Ⅰ)에 결과를 고찰하였으며 이번에 2점을 분석하였다. 2점 모두 결실 부분이 관찰되며 표면에는 흙 등의 이물질이 얇게 고착되어 있고 회청색을 띠는 분상의 부식화합물이 존재한다.
성능/효과
- 납은 질량수가 서로 다른 4가지 동위원소 (204, 206, 207, 208)가 존재하는데 이들 4종의 납동위원소 비율을 측정하여 원료의 산지를 추정하는 방법이다. 45.6억 년 전 지구가 생성되었을 당시, 지구상에 존재하는 원소의 동위원소비는 일정하게 정해져 지구 어느 곳에서나 같은 값이었다. 대부분 원소의 동위원소 조성은 시간이 경과 하더라도 동위원소의 조성비는 변하지 않으나, 일부 원소는 예외적 으로 시간이 지남에 따라 그 조성비의 값이 변한다.
후속연구
- 국립중앙박물관 보존과학팀에서는 금속 유물의 보존처리를 위한 과정의 하나로서 유물로부터 일부 청동 녹(부식물)을 제거하는데 청동 녹은 그 유물을 제작하기 위해서 사용한 원료의 산지를 추정할 수 있는 중요한 정보 자료가 되며 향후 유물의 과학적 연구에 있어서 청동 녹의 중요성이 확대될 것으로 판단하고 있다. 불과 10여년 전만해도 청동기의 산지연구를 위해서는 부식되지 않은 신선한 금속 시료가 필요했으나 첨단 기기의 발달과 녹에 대한 연구 결과로부터 충분히 그 유용성을 입증하고 있다.
- 최근에는 첨단 기기의 발달로서 극미량의 청동 시료 분석이 가능하며 그 유용성이 입증 되었다. 따라서 보존과학팀에서는 금속 유물의 보존처리를 수행하면서 얻을 수 있는 청동 녹을 최대한 수집하고 분석하여 이들 자료를 모아 유물의 종류별, 시기별, 지역별 산지연구를 위한 자료로 활용할 것이다.
- 본고는 2008년 국립중앙박물관 보존과학팀의 청동제 유물을 보존처리하는 과정에서 소량의 녹을 입수하고 이에 함유된 납동위원소비를 분석하여 원료의 산지를 추정하는 과정과 결과를 정리한 내용이다. 물론 이 산지 추정 결과는 유물의 명료한 원료 산지를 지정해 주는 것은 아니지만 이러한 결과와 함께 고고학적 해석을 종합하면 그 유물을 이해하는데 도움이 될 수 있다고 생각한다. 향후에도 보존처리를 하면서 꾸준히 청동 녹을 수집하여 국립중앙박물관 소장 금속유물에 대한 납동위원소비 데이터를 구축하고자 한다.
- 5에서 통일신라시대의 청동제화형접시도 데이터베이스 구축(Ⅰ)과 같은 결과인 중국 남부에 가까이 포함되어 있는 것이 확인되나 분포가 벗어나 형성되어 있는 접시에 대한 재검토는 필요하다. 이번 연구의 결과에서 동전두만이 산지 추정 가능성이 높고 다른 청동유물들은 여러 가지의 고려 사항들로 산지 추정이 어려우므로 이를 위해서는 청동기의 재질에 대한 확인이 요구된다.
- 물론 이 산지 추정 결과는 유물의 명료한 원료 산지를 지정해 주는 것은 아니지만 이러한 결과와 함께 고고학적 해석을 종합하면 그 유물을 이해하는데 도움이 될 수 있다고 생각한다. 향후에도 보존처리를 하면서 꾸준히 청동 녹을 수집하여 국립중앙박물관 소장 금속유물에 대한 납동위원소비 데이터를 구축하고자 한다. 그리고 이들 분석결과는 한국, 일본 및 중국과 관련되는 유물들의 납동위원소비 데이터와 상호 비교할 수 있으며 해석도 가능하다.
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