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이 책은 방사성탄소연대측정법, 특히 그 고고학적 응용을 소개한다. 방사성탄소연대측정 방법의 기본 원리부터 측정결과의 사용과 해석까지를 다루고 있다.

고고학 학사=연대측정방법 발달사?

어느 시대, 어느 지역을 대상으로 하는 고고학 연구이건, 공통적으로 부닥치는 가장 큰 어려움은 해당 자료의 나이를 정확하게 파악하는 일이다. 유물이나 유구 그 자체가 만들어진 나이와 더불어, 이를 인간행위와 퇴적과정이 언제 일어난 것인가를 정확하게 안다는 것은 지극히 어렵다. 그런 만큼 고고학 학사는 연대측정방법 발달사라는 극단적인 관점도 나올 수 있겠다.
1949년 물리학자 J.R. 아놀드와 W.F. 리비에 의해 방사성탄소연대측정법이 개발되었으며, 19세기 중반 고고학이 시작한 이래 가장 획기적인 사건이라고 할 수 있다. 고고학 자료의 나이를 측정할 수 있는 가능성을 열어준 이 과학적 수단의 중요성과 의미를 두고 저명한 고고학자 콜린 렌프류는 방사성탄소 혁명(Radiocarbon Revolution)이라고 평가하기도 하였다. 방사성탄소연대측정법이 제공한 새로운 자료는 인류 역사 해석에 새로운 시각을 제공하여 고고학 연구는 질적으로 새로운 도약이 가능하게 되었다다.
이 책은 방사성탄소연대측정법, 특히 그 고고학적 응용을 소개한다. 방사성탄소연대측정 방법의 기본 원리부터 측정결과의 사용과 해석까지를 다루고 있다.

우리나라에서의 방사성탄소연대측정

우리나라에서는 1960년대 말 원자력연구소에 실험용 소형 원자로인 TRIGA Mark IV를 설치하였고, 이와 더불어 실험적으로 방사성탄소연대측정이 이루어지기 시작했다. 그러나 이후 수십 년 동안 국내에서 측정된 방사성탄소연대는 극소수에 불과했으며, 그 결과를 적극적으로 이용한 경우도 찾아보기 힘들었다. 그러나 폭증하는 발굴과 더불어 21세기 들어 고고학 연구자 사이에서는 방사성탄소연대측정에 대한 관심이 뒤늦게 크게 높아졌다. 때맞추어 설치된 서울대학교 AMS실험실을 비롯한 몇몇 첨단 분석 시설은 고도로 정밀한 측정치를 제공해주고 있고, 외국의 상업적 실험실에서도 한국 고고학계는 주요 고객이 되었다.
발굴 보고서를 비롯한 각종 고고학 문헌에 새로운 연대 자료가 넘쳐나고 있지만, 아직도 많은 이들이 그런 자료를 이용하면서도 방사성탄소연대가 어떠한 이론적 전제와 방법론적 바탕 위에서 측정되고 있는지에 대한 이해는 부족하다. 더구나 방사성탄소연대가 널리 이용되고 있음에도 불구하고, 측정 방법에 대한 구체적 설명을 접하기도 어렵다. 이러한 상황에서, 이 책은 방사성탄소연대 측정의 기본 원리에 대해 개론 수준보다 한 걸음 더 나아간 지식을 담고 있다. 방법의 가정과 원리를 보다 체계적으로 이해한다면, 측정결과를 보다 현명하게 판단하고 해석할 수 있는 등, 연구에 도움이 될 것이다.

‘과학적’인 고고학 연구를 위한 기초

이 책은 1990년대 초 영국박물관에서 간행한 고고학방법론 소개서 시리즈 중 하나로 출간되었다. 영국박물관 방사성탄소연대 실험실은 1948년부터 운용되기 시작한 세계에서 가장 먼저 설립된 방사성탄소연대 실험실의 하나이자 가장 유서 깊은 고고학 자료 전문 실험실이었다. 전통적 방사성탄소연대측정법을 운용해오던 이 실험실은 AMS법 등장 이후 그 몫을 다하게 되어 결국 2001년 문을 닫게 되었다.
원서 출간 후 20여 년의 시간이 흐른 만큼, 그 내용 일부는 이미 낡은 것이 되었다. 예를 들어 각종 전통적 측정법의 소개나 그 한계 등에 대한 설명은 AMS법에 의한 연대측정이 널리 이루어지고 있는 현재의 상황에서는 굳이 이해할 필요가 없게 되었다. 그런가 하면, 1990년대 이후로는 연대측정 결과를 보다 유의미하게 해석하고자 하는 목적에서 복수의 측정대상에서 구한 연대측정치를 수학적으로 처리하는 베이즈통계학(Bayesian statistics)이 널리 사용되고 있으나,이 책에서는 이러한 내용이 다루어지지 않고 있다.
보정곡선의 정밀화와 인터넷의 보급에 따라 연대측정 결과보고는 측정결과뿐만 아니라 측정치 보정연대와 그 확률도 함께 알려주는 것이 일반화되었으며, 그에 따라 시료 제출자가 보정표와 보정곡선을 참조하며 스스로 보정연대를 구할 필요가 사라졌다. 설령 보정이 이루어지지 않더라도, 보정 프로그램을 제공하는 웹사이트에 접속함으로써 원하는 보정연대를 쉽게 얻을 수 있게 되었다.
이렇게 많은 것이 편리해졌지만, 연대보정의 기본원리나 그 방법을 아는 것은 방사성탄소연대측정법의 기본 가정 이해와 더불어 연대측정 결과의 적절한 해석에 도움이 되는 일이다. 그런 만큼 이 책의 가치는 보다 ‘과학적’인 고고학 연구에 여전히 유효하다.

옮긴이 서문 5
감사의 말씀 12
서문 14

1 배경과 기본 원리
배경 20
기본 원리 23
연대 측정 가능 물질 28
범지구적 탄소 순환 30
방사성탄소연대측정의 기본 가정 요약 30
사망 시점의 연대와 시료의 연대폭 34

2 방사성탄소 농도 문제
대기 중 14C의 변이 38
변화 효과 48
공급원 효과 또는 저장고 효과 56
오염 64
전처리 68

3 방사성탄소연대 측정
전통적 방사성탄소연대측정법 76
가속기질량분석법 84
측정연대의 한계 91
인위적 탄소 증식 92
오차 범위 93
정확도 대 정밀도 96
고정밀도 연대측정 98
실험실 간 상호비교 99
오차 승수 100
시료의 연대폭 및 연대 편차로 인한 오차 102
방사성탄소연대 측정결과 보고 103

4 방사성탄소연대 측정결과 보정
보정의 필요성 108
나이테연대측정법 110
각종 보정곡선 113
방사성탄소연대 측정결과의 보정 116
시료의 시간폭이 보정에 끼치는 영향 121
보정곡선과의 대비 122
방사성탄소 보정연대 보고 123

5 방사성탄소와 고고학
시료와 맥락 사이의 자명한 관계 129
‘고목(古木)’ 문제 130
공반관계 132
지연 사용, 재사용 및 잔상 효과 134
방사성탄소 실험실과의 협력 137
시료 채집과 포장 142
방사성탄소연대 측정결과의 이용 145
방사성탄소연대와 상대연대 146
측정결과의 조합 148
상이한 고고학적 사건 연대측정결과의 비교 153
측정결과의 수용 거부 155
시료 채집 전략 156

베이즈통계학과 방사성탄소연대의 해석 159
관련 문헌 165
그림 관련 참고문헌 168
찾아보기 170