방사성탄소 연대측정법이 그 어느 때보다 정밀해질 전망입니다. 국제 과학자 공동 연구진이 고대 유물과 지질 시료의 연대를 밝히는 핵심 기술인 방사성탄소 연대측정의 정확도를 크게 끌어올리는 새로운 국제 표준을 완성했습니다.
7년간의 연구, 15,000개 시료로 완성한 국제 표준
셰필드 대학교, 벨파스트 퀸즈 대학교, 브리스틀 대학교, 글래스고 대학교, 옥스퍼드 대학교, 세인트앤드루스 대학교, 그리고 잉글랜드 유산 보존 기구인 히스토릭 잉글랜드(Historic England)로 구성된 연구진은 7년에 걸친 프로젝트의 일환으로 약 60,000년 전에 이르는 물체에서 얻은 15,000개의 시료 측정값을 활용했습니다.
이 방대한 데이터를 바탕으로 연구진은 유물의 연대를 정확히 측정하고 미래를 예측하는 데 활용할 수 있는 새로운 국제 방사성탄소 교정 곡선(IntCal)을 완성했습니다. 방사성탄소 연대측정은 가장 오래된 현생인류의 뼈부터 역사상의 기상 패턴에 이르기까지 다양한 대상의 연대를 밝히는 데 쓰이며, 고고학과 지구과학 분야에서 없어서는 안 될 필수 기술로 자리 잡았습니다.
고고학자들은 이 교정 곡선을 활용해 역사적 기념물을 복원하거나 네안데르탈인의 소멸 과정을 연구할 수 있습니다. 또한 기후변화에 관한 정부 간 패널(IPCC)에 참여하는 지구과학자들은 이 곡선을 통해 과거 기후를 재구성함으로써 지구 기후 변화를 더 깊이 이해하고 미래 변화에 대비할 수 있습니다.
전문가가 말하는 교정 곡선의 의미
벨파스트 퀸즈 대학교 교수이자 IntCal 프로젝트 총괄인 폴라 라이머(Paula Reimer)는 다음과 같이 말했습니다.
"방사성탄소 연대측정은 고고학과 환경과학 분야에 혁명을 일으켰습니다. 교정 곡선이 개선될수록 우리는 인류의 역사에 대해 더 많은 것을 알게 됩니다. IntCal의 교정 곡선은 환경과 그 안에서 인류가 차지하는 위치에 관한 중요한 질문에 답하는 데 도움을 주는 핵심 열쇠입니다."
지역별로 나뉜 세 가지 새 곡선
연구팀은 연대 측정 대상이 있는 지역에 따라 세 가지 곡선을 각각 개발했습니다. 북반구용 IntCal20, 남반구용 SHCal20, 그리고 전 세계 해양용 Marine20이 그것입니다.
지난 50년간 사용된 기존 방사성탄소 교정 곡선은 방사성탄소 분석에 적합할 만큼 크기가 충분한 10~20년 된 나무 통나무에서 얻은 측정값에 크게 의존해 왔습니다.
방사성탄소 분석 기술의 발전 덕분에 업데이트된 곡선은 단 1년 차 나이테와 같은 극히 미세한 시료까지 분석에 활용할 수 있게 되었으며, 이는 기존 교정 곡선에서는 얻을 수 없었던 정밀도와 세부 정보를 제공합니다. 나아가 탄소 순환에 대한 이해가 깊어지면서 새 곡선은 방사성탄소 기술의 한계인 약 55,000년 전까지 그 적용 범위를 넓혔습니다.
방사성탄소 연대측정의 원리
방사성탄소 연대측정법은 지난 55,000년간의 연대를 측정하는 데 가장 널리 쓰이는 방법으로, 고고학과 환경과학의 기초가 되는 기술입니다. 1949년에 처음 개발된 이 기술은 안정 동위원소 12C와 방사성 동위원소 14C, 이렇게 두 가지 탄소 동위원소에 의존합니다.
식물과 동물은 살아 있는 동안 새로운 탄소를 계속 흡수하므로, 체내 두 동위원소의 비율은 당시 대기의 비율과 같습니다. 그러나 생명체가 죽으면 새로운 탄소 흡수가 중단되고, 12C는 그대로 남지만 14C는 알려진 속도로 붕괴합니다. 따라서 물체에 남아 있는 14C와 12C의 비율을 측정하면 그 생명체가 죽은 시기를 추정할 수 있습니다.
왜 교정 곡선이 필요한가
대기 중 14C 농도가 일정하다면 연대 측정은 비교적 간단할 것입니다. 그러나 실제로 대기 중 14C 수준은 역사를 통해 크게 변동해 왔습니다. 따라서 과학자들은 유기체의 연대를 측정하려면 14C 측정값을 달력 연대로 정확하게 환산할 수 있는, 이러한 변동에 관한 신뢰할 수 있는 기록이 필요합니다. 새로운 IntCal 곡선이 바로 이 연결 고리를 제공합니다.
새 곡선은 과거의 방사성탄소를 그대로 간직하고 있는 수많은 자연 기록물을 모아 만들어졌으며, 이 기록물들은 다른 방법으로도 연대를 측정할 수 있습니다. 여기에는 최대 14,000년에 이르는 나이테, 동굴에서 발견된 석순, 바다의 산호, 호수와 해양 퇴적물에서 채취한 시추 코어 등이 포함됩니다. 이를 모두 합치면 새로운 곡선은 약 60,000년 된 물체에서 얻은 거의 15,000개의 방사성탄소 측정값을 기반으로 합니다.
