[고고학연구법] 고고학사, 발굴, 연대측정

고고학(Archaeology : ἀρχαῖος + λόγος)^[각주:1]

고고학사

층위

발굴

연대 측정

상대연대 측정법: 사건의 선후관계만을 파악하는 연대 결정법

• 층서법: 누중의 법칙(아래쪽에 쌓인 지층이 위쪽보다 오래되었음)과 공반(동일 퇴적층에서 발견되는 유물은 같은 시기에 묻혔음)을 이용해 선후관계를 파악
• 형식분류법: 생물종이 점진적으로 진화하듯 유물도 마찬가지. 유물의 양식이 변화해나가는 것을 살피면, 생성 연대가 비슷할 수록 유물 양식이 비슷하고, 생성 연대 차이가 클 수록 유물 양식의 차이가 커진다는 것을 알수 있음. 이를 통해 유물 간의 선후관계를 파악.
• 표준화석: 생존 기간이 짧고 진화 속도가 빠르며 넓은 지역에 걸쳐 산출되는 화석으로, 지층의 생성 시기를 알려준다. 지층에서 발견되는 표준화석을 통해 공반된 유물의 선후관계를 파악 가능. ex) 동굴 곰 -> 코끼리, 코뿔소 -> 순록(후기 구석기) -> 소(신석기)

* 상대연대 결정법으로는 지역적인 유적 범위 내에서는 선후관계 파악이 가능하지만, 이를 전역적으로 확장하기는 제한사항이 많음. (세계적 범위의 선후관계 파악 등은 불가)

절대연대 측정법: 사건이 실제로 현재로부터 얼마나 전에 일어났는지 파악하는 연대 결정법

• 역사편년: 유물에 역사 편년이 포함되어있는경우 이를 통해 직접 생성시기를 확인가능. 
• 매년주기 이용법: 1년 주기로 변화가 발생하고 흔적이 남는 경우 이를 통해 연대 측정이 가능.
  • 빙하 점토층 편년법: 빙하가 여름에 녹고 겨울에 다시 얼면서 발생하는 해빙 연층을 이용해 연 단위 측정. 빙하가 발견되는 지역만 사용 가능
  • 나이테 연대측정법: 계절차이가 분명한 곳에서 나무의 계절별 생장량 차이로 발생하는 나이테를 이용해 연 단위 측정. 표준 계기순서가 확정된 나무 종, 긴 시간 폭을 담은 나무 재질에 대해서만 사용 가능.
• 방사성 시계 이용법: 방사성 동위원소의 반감기를 이용하여 유물의 생성연대를 측정하는 방법.

  탄소연대측정법	유기물 내 존재하는 12C와 14C의 비율을 이용하여 연대를 측정하는 방법	유기물에만 사용가능	~ BP 50ka
  	14C는 우주방사선에 의해 대기 중에 일정 비율로 생성되는데, 모든 생명체는 탄소 순환을 통해 외부와 탄소를 교환하므로 살아있을 때는 12C와 14C의 비율이 대기중과 동일함. 하지만 생물체가 죽으면 탄소 순환이 멈추므로 14C (반감기: 5568년, Calibration 5730년)의 비율이 줄어듬. 이 비율 차이를 측정하여 죽은 후 경과한 시간을 계산해낸다.
  포타슘-아르곤 연대측정법	암석내 존재하는 40K와 40Ar의 비율을 이용하여 연대를 측정하는 방법	화산암, 화산지대에만 사용가능	BP 100ka ~
  	암석 속에는 일정 비율로 40K가 들어있는데, 이는 12.7억년의 반감기로 40Ar으로 서서히 변해감. 암석이 맨틀에서 마그마로 용융되어 있을 경우, 기체인 아르곤은 마그마를 빠져나가므로 사라지게 되는데, 이 마그마가 분출되어 암석으로 굳기 시작하면 이때부터는 아르곤이 암석 속에 갇히게 된다. 시간이 지날수록 암석 속에 갇혀있는 40Ar의 비율이 증가하므로 40Ar 40K의 비율 차이를 계산하면 마그마가 분출된 이후의 시간을 알아낼수 있다.
  우라늄계열 연대측정법	탄산칼슘 층에 존재하는 235Ur 또는 238Ur의 비율을 이용하여 연대를 측정하는 방법	석회화 퇴적층 및 거기에 묻힌 유물, 뼈 등에 사용가능	BP 50ka ~ 500ka
  	우라늄은 긴 반감기를 거쳐 납으로 붕괴하는데 특정 광물들은 우라늄은 받아들이지만, 납은 받아들이지 않는다. 따라서 특정 지층이 퇴적된 이후 시간이 흐를수록 우라늄의 비율이 줄어드는데, 이 비율을 이용하여 퇴적 이후 경과된 시간을 계산할 수 있다.
  핵분열손상 연대측정법(Fission Track법)	광물질에 존재하는 238Ur이 붕괴하면서 남긴 흔적을 통하여 연대를 측정하는 방법	흑요석, 유리 등 다양한 광물에 사용가능, 비화산지대 유적	BP 30ka ~ 25,000ka
  	광물질 속에서는 238Ur이 소량 포함되어있는데, 광물질이 생성된 이후(흑요석 등은 화산활동으로 만들어졌을 때, 유리 등은 가열하여 가공되었을때) 내부의 우라늄이 붕괴하면서 방사하는 에너지가 지속적으로 광물질에 흔적을 남긴다. 이 흔적을 Fission Track이라 하며 이 흔적의 수를 셈하여 암석 또는 유리의 생성시기를 계산할 수 있다.

• 기타 연대측정법

  열형광가열 연대측정법	가열된 후 묻힌 광물질이 흡수한 방사선 양을 이용하여 연대를 측정하는 방법	가열된 후 묻힌 물건, 주로 토기, 불탄돌, 석회마루 등. 원래 유적이 남아있어야 가능	BP 500a ~ 500ka
  	광물이 700도 이상으로 가열되면 내부의 축적된 방사선이 모두 방출된다. 이로써 광물질이 흡수한 방사선 총량은 0이 된다. 이후 이 물질이 땅에 묻히면 땅에서 발생하는 자연방사선을 지속적으로 흡수하게 된다. 따라서 땅에서 방사선 계수기를 묻어 배경 방사선을 측정하고, 또한 광물질이 흡수한 방사선 양을 확인하면 해당 물질이 가열되고 묻힌지 얼마나 경과했는지를 계산할 수 있다.
  전자스핀공명 연대측정법	가열 없이 땅에 묻힌 물질이 흡수한 방사선 양을 이용하여 연대를 측정하는 방법	이빨 등에 사용. 적은양의 시료로 비파괴 검사가 가능. 원래 유적이 남아있어야 함	~ BP 1,000ka
  	새로 형성된 물질은 축적한 방사선 양이 없지만, 이 물질이 땅에 묻히면서 배경 방사선을 흡수하는 성질을 이용한다. 열형광 기법과 마찬가지로 땅에서 방출되는 배경방사선을 측정하고, 물질 내에 포함된 방사선 흡수량을 확인하여 묻힌후 경과한 시간을 계산할 수 있다.
  고지자기 연대측정법	가열된 진흙 구조물 or 지층 속에 기록된 자기장의 방향을 이용해 연대를 추정하는 방법	화산암 지대 지층, 가열된 흙 등. 제4기 편년에 유용
  	지구 자기장은 끊임없이 변하고, 토양 속에 포함된 철 역시 이 자기장의 방향에 따라 계속 재정렬된다. 토양이 가열되면 철 입자의 방향이 고정되어 가열당시의 자기장의 방향을 기록하게 되는데, 지구 자기장의 방향을 정리한 계기순서표를 바탕으로 해당 자기장 방향이 어느 시기의 것인지 추정할 수 있다.
  화산재 연대측정법	화산 활동시 생성된 화산재를 이용해 연대를 측정하는 방법	화산활동이 활발한 지역에서만 사용 가능
  	화산활동이 발생하면 단기간 넓은 지역에 화산재가 형성된다. 따라서 넓은 지역의 지층에서 화산재를 발견할 수 있는데, 이를 통해 해당 지층의 시대를 추정할 수 있다.

연대측정치 하나는 해당 유적의 연대치가 될수 없다.

어떤 경우든 가능하다면 한 가지 절대연대측정법으로 얻은 결과를 다른 방법으로 얻은 결과와 교차 검증해야한다. 측정방법마다 가지는 한계와 측정 범위를 잘 파악하고 상황에 따라 적절하게 여러 가지 방법을 활용하여 Cross Checking하는 것이 필수적.

1. 콜린 렌프류, 폴 반, [[현대 고고학 강의]], 이희준 옮김, 2007. [본문으로]