[논문]위글매치를 이용한 백제 풍납토성 화재주거지 출토 탄화목의 방사성탄소연대 측정

송지애; 손병화; 박원규

doi:10.12654/jcs.2012.28.4.411

초록
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이 연구의 목적은 백제 풍납토성 화재주거지(라-8호)에서 출토된 탄화목의 방사성탄소연대 분석을 통하여 풍납토성의 축조연대를 규명하는 것이다. 탄화목에서 10년 간격으로 채취된 6개의 연륜에 대한 방사성탄소연대를 위글 매치한 결과, 최외각 연륜의 ${\pm}2{\sigma}$ 연대(95.4% 신뢰구간)가 A.D. 190~280년으로 산출되어 이 주거지가 3세기 초중반에 형성된 것을 알 수 있었다. 이 연대는 주거지형태와 토기양식으로 추론된 고고학적 편년과 일치되는 결과이다.

Abstract ▼ AI-Helper

The purpose of this study was to analyze AMS radiocarbon dating, using wiggle match, of a charcoal column excavated from a fired dwelling site (ra-#8) at the Pungnaptoseong earthen wall made in Baekje era. The result of wiggle matching for 6 decadal single-ring samples of the charcoal produced ...

The purpose of this study was to analyze AMS radiocarbon dating, using wiggle match, of a charcoal column excavated from a fired dwelling site (ra-#8) at the Pungnaptoseong earthen wall made in Baekje era. The result of wiggle matching for 6 decadal single-ring samples of the charcoal produced ${\pm}2{\sigma}$ radiocarbon date (95.4% confidence interval) as A.D. 190~280. It indicated that the dwelling site (ra-#8) belonged to the early and middle of the 3rd century. Radiocarbon dating results confirmed the date speculated by archaeologists according to dwelling structure and pottery style.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 방사성탄소연대 오차구간을 줄이기 위하여 풍납토성의 화재주거지(라-8호주거지)에서 출토된 탄 화목(국립문화재연구소 고고연구실 발굴)의 연대를 위글 매치를 이용하여 측정함으로써 주거지 형태와 출토 토기의양식으로 추정된 편년과 비교 검토하고자 하였다.

제안 방법

산-알카리-산(AAA)으로 전 처리한 탄화목 시료를 산화구리(CuO)를 첨가하여 850℃에서 연소시켜 이산화탄소로 변환후 graphite를 만들어 알루미늄 타겟을 제작하였다. 방사성탄소연대는 서울대학교 기초과학공동기기원의 가속질량분석기 (Accelerator Mass Spectrometer/4130 -Tandetron AMS/MPS)를 이용하여 측정하였다.
시료는 표면이 부서지는 상태로 정확한 최외각 나이테를 추정하기 어려웠으므로 연륜이 잘 보이는 수로부터 연륜을 측정하여 시료를 채취하였다. 산-알카리-산(AAA)으로 전 처리한 탄화목 시료를 산화구리(CuO)를 첨가하여 850℃에서 연소시켜 이산화탄소로 변환후 graphite를 만들어 알루미늄 타겟을 제작하였다. 방사성탄소연대는 서울대학교 기초과학공동기기원의 가속질량분석기 (Accelerator Mass Spectrometer/4130 -Tandetron AMS/MPS)를 이용하여 측정하였다.

대상 데이터

본 연구에서 조사된 지역은 서울특별시 송파구 풍납동 197번지 일대로 풍납토성 중 유실된 서벽 안쪽에 위치하며 경당지구 남서편에 위치한다. 주로 지표하 약 2m 깊이에서 백제시대 문화층이 확인되며, 문화층은 약 60～120cm의 두께를 가진다¹¹.
수종을 분석한 결과, 91%가 상수리나무아속 상수리나무류로 분석되었으며, 탄화 초본류는 대나무아과로 분석되었다¹². 본 연구의 대상은 라-8호 주거지에서 출토된 탄화목 중 나이테가 다량 보유된 1점(수종: 상수리나무류, 총 연륜수 73개)을 대상으로 하였다(Figure 1-b, c).
연구대상인 탄화목의 연륜을 실체현미경으로 관찰하며 수(pith)로부터 3번째 연륜으로부터 10년 간격으로 6개의 연륜에서 50～100mg 정도씩 시료를 채취하였다 (Figure 2). 시료는 표면이 부서지는 상태로 정확한 최외각 나이테를 추정하기 어려웠으므로 연륜이 잘 보이는 수로부터 연륜을 측정하여 시료를 채취하였다. 산-알카리-산(AAA)으로 전 처리한 탄화목 시료를 산화구리(CuO)를 첨가하여 850℃에서 연소시켜 이산화탄소로 변환후 graphite를 만들어 알루미늄 타겟을 제작하였다.
연구대상인 탄화목의 연륜을 실체현미경으로 관찰하며 수(pith)로부터 3번째 연륜으로부터 10년 간격으로 6개의 연륜에서 50～100mg 정도씩 시료를 채취하였다 (Figure 2). 시료는 표면이 부서지는 상태로 정확한 최외각 나이테를 추정하기 어려웠으므로 연륜이 잘 보이는 수로부터 연륜을 측정하여 시료를 채취하였다.

데이터처리

위글 매치의 유의성 검정은 전체 일치도(A: overall agreement) 와 수용한계(An: acceptability threshold)를 비교하는 χ2 (카이제곱)검정으로 실시하였다.
측정된 각 시료의 방사성탄소연대를 가장 오래된 연륜 (즉, 수로부터 3번째 연륜)의 것부터 순서대로 정렬한 후, IntCal04 보정곡선이 적용된 OxCal3.2 프로그램¹³의 D_Sequence 옵션을 이용하여 위글매치를 실시하였다. 위글매치는 각 시료들의 방사성탄소연대에 대한 Gaussian 확률분포를 연대 차이(본 연구에서는 10년)에 대한 정보를 활용하여 Bayesian 통계로 분석함으로써 이루어진다¹ .

성능/효과

4%신뢰구간이 AD 70～340년(구간폭: 270년)이었다(Table 1). 10년 간격으로 채취된 6개 연륜에 대한 방사성탄소연대를 위글매치하였을 때는 53번째 연륜에 대한 95.4% 신뢰구간이 A.D. 170～260년(구간폭 90년)으로 산출되었다(Table 1). 위글매치에 의해 얻어진 구간폭 90년은 개별 측정시 얻어진 구간폭 270년을 1/3로 줄여준 결과이다.
이번 연구가 풍납토성 유물에 대한 첫 번째 위글매치 시도이었다. 위글매치 결과, 라-8호 주거지에서 출토된 목탄의 최외각 연륜에 대한 방사성탄소연대가 A.D. 190～280년(95.4% 신뢰구간)으로 산출되어 이 주거지는 3세기 초중반에 형성된 것으로 해석되었다. 고고학적으로도 라-8호 주거지는 철(凸)자형 주거지에 노지와 일자형 부뚜막이 함께 나오고 중도식 무문토기(無文土器)가 다량 출토되었으며, 타날문토기(打捺文土器)가 많지 않다는 점에서 3세기 초중반대의 양상을 보여준다고 해석된 바 있다¹¹.
위글매치를 분석한 결과, 전체일치도 A=101.0%가 수용한계(5% 유의수준) An=28.9%를 크게 상회하여 χ2 검정을 만족시켰다(Figure 3).
풍납토성 출토 목재나 탄화목의 연대를 제시하기 위해 그동안은 방사선탄소연대를 대부분 단독시료로만 측정해왔기 때문에 오차범위가 커서 연대해석에 제한이 따랐으나 본 연구에서는 위글매치 방법을 적용하여 오차범위를 상당히 줄일 수 있었다. 이번 연구를 계기로 위글매치를 통한 더 많은 자료 축적이 이루어진다면 앞으로 풍납토성을 위시한 다양한 삼국시대 유적의 편년을 밝혀내는 계기가 될 수 있을 것이다.

후속연구

풍납토성 출토 목재나 탄화목의 연대를 제시하기 위해 그동안은 방사선탄소연대를 대부분 단독시료로만 측정해왔기 때문에 오차범위가 커서 연대해석에 제한이 따랐으나 본 연구에서는 위글매치 방법을 적용하여 오차범위를 상당히 줄일 수 있었다. 이번 연구를 계기로 위글매치를 통한 더 많은 자료 축적이 이루어진다면 앞으로 풍납토성을 위시한 다양한 삼국시대 유적의 편년을 밝혀내는 계기가 될 수 있을 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	풍납토성의 축조시기는 무엇을 이용하여 분류되어왔는가?	지금까지 풍납토성의 축조시기는 대부분 문헌자료와 고고학적 유구와 유물, 특히 토기를 이용하여 분류되어왔다 6,7,8,11. 그러나 풍납토성 축조 연대는 많은 논쟁의 대상이 되어왔으며10, 최근 국립문화재연구소에서 추가 발굴조사가 진행됨에 따라 그 결과가 주목되고 있는 시점이다.
	풍납토성 라-8호 주거지에서 출토된 탄화목의 53번째 연륜에 대한 방사선탄소연대를 단독 측정하였을 때 어떻게 나왔는가?	풍납토성 라-8호 주거지에서 출토된 탄화목의 53번째 연륜에 대한 방사선탄소연대를 단독 측정하였을 때는 95.4%신뢰구간이 AD 70～340년(구간폭: 270년)이었다(Table 1). 10년 간격으로 채취된 6개 연륜에 대한 방사성탄소연대를 위글매치하였을 때는 53번째 연륜에 대한 95.
	탄 화목의 잔존 최외각 연륜에 대한 95.4% 신뢰구간은 A.D. 190～280년으로 산출된 이유는?	탄화목의 6개 연륜에 대한 방사성탄소연대 측정결과를 보정곡선의 위글에 일치(match)시키어 Figure 6에 나타내었다. 이 탄화목은 수피의 존재가 확인되지 않았 으며, 방사성탄소가 측정된 마지막 연륜(53번째) 이후에도 20개의 나이테가 더 있는 것으로 확인되었다. 따라서 이 탄 화목의 잔존 최외각 연륜에 대한 95.

참고문헌 (14)

Bronk Ramsey, C., van der Plicht, J. and Weninger, B., "Wiggle matching radiocarbon dates". Radiocarbon, 43, p381-389, (2001).
National Research Institute of Cultural Heritage, "Conservation Treatment of the South Gate Signboard of Seoul". (2009).
Jeong, A.R., "Species Identification and Dating for Wooden Walls Excavated from Bangu-dong site, Ulsan, Korea". Master thesis, Chungbuk National University, (2011).
Nam, T.K., "Species Identification and Dating for the Woods Excavated from Jongmyo Square, Seoul, Korea". Master thesis, Chungbuk National University, (2012).
Jwa, Y.J., Lee, J.I. and Zheng, X., "A study on the eruption ages of Baekdusan: 1. Radiocarbon ( $^{14}C$ ) age for charcoal and wood samples". Journal of the Geological Society of Korea, 39, p347-357, (2003).
National Research Institute of Cultural Heritage, "Pungnaptoseong Earthen Wall I", (2001).
National Research Institute of Cultural Heritage, "Pungnaptoseong Earthen Wall VIII", (2007).
National Research Institute of Cultural Heritage, "Pungnaptoseong Earthen Wall XI", (2009).
Kang, H.T. and Na, K.I., "Absolute age determination of Pungnap-dong site in Seoul". Korean Ancient Historical Society, 34, p81-102, (2001).
Sin, H.K., "Preliminary study on archaeological date of Pungnabtoseong". Korean Ancient Historical Society, 37, p29-51, (2002).
National Research Institute of Cultural Heritage, "Research on the Standardization of Classification to Baekjae Potteries in the Hanseong Area", (2011).
Song, J.A., "Identification of carbonization organic in fired dwelling excavated at the Pungnaptoseong, Baekje". Journal of Korean Traditional Cultural Heritage, 9, p130-140, (2011).
Bronk Ramsey, C., "Development of the radiocarbon program OxCal". Radiocarbon, 43, p355-363, (2001).
Nam, T.K., Park, J.H., Hong, W. and Park, W.K., "Radiocarbon dating of a wooden board from Jeongsusa Temple using wiggle matching of quinquennial tree-ring samples". Journal of Conservation Science, 28, p1-5, (2012).

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