漁夫의 이것저것; Juvenile delinquency

  '데또 하기'가 아닙니다.  그런 테마 쓰기엔 이미 전 너무 늙었습니다. -.-

  'Dating' (연도 측정)에는 여러 가지 방법이 있는데, 혹시 궁금해하실 분을 위해서 좀 정리해 놓도록 하죠.  우선 C14 방법부터.

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  자연적으로 존재하는 C 원자에는 세 종류가 있습니다.  원자핵의 양성자는 당돌빠다 6개니, 중성자 숫자가 다른 놈으로 세 가지가 있다는 말이죠.  가장 흔한 넘(98% 이상)이 C12(중성자 6개), 다음이 C13(7개), 그리고 우리들의 목적에 가장 중요한 C14(8개)가 그것입니다.

  C14가 왜 중요하냐 하면, 약 5700년(정확히는 잘...)의 반감기로 다른 원자로 바뀌기 때문입니다.
{ 이과 교육을 받지 않은 분들을 위해 설명을 더 하죠.  (아시면 skip!)  C14 원자핵에는 양성자가 6개, 중성자가 8개 있습니다.  이 비율은 불안정하기 때문에, 자연적으로 중성자 하나가 전자 하나를 내놓으며 양성자로 바뀝니다.  즉 C14가 질소(N) 14로 바뀌게 되죠.
   반감기가 5700년이란 말은, C14 원자 1000만개를 모아 놓으면 5700년 후에 500만 개는 N14가 되고 C14는 500만개만 남아 있다는 말입니다.  이 점에서 C14는 소형 시계처럼 작동하는 셈입니다. }

   이런 배경 지식을 갖고.... 생물체의 경우, 음식을 통해 탄소를 계속 섭취하고 그것이 몸 전체로 분배되고 배설됩니다.  따라서, C12, C13과 함께 C14도 섭취하고, 생물체가 음식을 섭취하는 한(즉 살아서 생명 활동을 하는 한) C12/C13에 대한 C14의 비율은 전반적으로 대기 중에 존재하는 비율과 거의 동일합니다.   그러다가 죽으면 이 과정이 정지되고, C12/C13은 그대로 남으나 C14는 5700년의 반감기대로 없어지기 시작하죠.  이 의미는, 죽은 생체 sample에서 C12/C13에 대한 C14의 비율을 측정하여 해당 생물이 언제 죽었는지를 알 수 있다는 것이죠.

  이 방법의 유용성과 한계를 명확히 할 필요가 있습니다.

  1. sample이 얼마나 필요한가? - 초창기에는 최소 수 g.  근래에는 수 mg이면 충분.
      이것은 의외로 중요합니다.  초기에 수 g의 샘플을 얻기가 어려웠기 때문에 고고학 유적에서 나온 탄화된 식물의 잔재(숯)를 쓴 경우가 많았는데, 이것이 '진짜 그 유적이 형성될 때 묻혔나'는 의문이 없을 수 없기 때문입니다.  요즘은 뼈조각 하나만 갖고도 연대 측정이 가능하니까 훨씬 상황이 낫고, 측정 연도에 대한 신뢰도도 훨씬 좋습니다.  귀한 sample을 수 g 손상할 필요도 없습니다.

  2. 대기 중에 C14가 진짜로 시대에 관계없이 일정한 비율로 존재하는가?

    앞에서 설명 안 했습니다만, 굉장히 기본적인 의문입니다.  사실 수십 억 년 된 지구의 나이를 감안하면, C14는 벌써 다 붕괴되어 없어졌어야 마땅하죠.  그렇지 않은 이유는 C14가 대기권 상부에서 계속 생성되기 때문입니다.  질소가 태양과 우주에서 날아오는 원자핵, 전자 등의 입자들과 충돌해서 C14를 계속 만들어 냅니다.  이렇다면, 태양 활동이 왕성했던 시기에는 C14가 당연히 많이 생겼을 것이라 추론할 수 있습니다.
   다행히 나무 나이테, 지층이나 남극 얼음의 탐사 등으로, 대기 중 C14 함유량이 시간에 따라 어떻게 변화해 왔는지 상당히 정확하게 추적이 가능합니다.  이 결과로 상호 보완하기 전의 연도 측정 data를 재검토하자, 기존에 C14만으로 측정한 연도가 BC 9000년이라면 정확한 연도는 BC 11000년 정도로 수정되었다고 합니다.   연도가 더 전일수록 재검토된 연도와는 더 차이가 난다고 합니다.  한 마디로 '고무판에 그려 놓은 눈금을 약간 더 잡아당겨 늘려 놓은' 모양이더군요.

  3. 연도 측정 한계는?
    이 시계는 한 눈금이 5700년이라고 보시면 됩니다.  이것보다 너무 작거나 너무 커도 제대로 된 측정이 어렵고, 그리고 주변의 탄소 원자에서(무지하게 많죠.  지구상에서 탄소는 생물체와 공기를 통해 어디에나 있습니다) 오염될 경우 이 영향을 분별하기 쉽지 않습니다.  대체로 5~10만 년 이상 되면 믿을 만한 측정이 어렵다고 보며, 이 정도 범위라면 인간이 현재의 인간 비슷한 생물로서 살아 온 '고고학 시대'에 적용하기에 최적의 연도 측정 도구입니다.  즉, 고고학 유적 조사에서는 이 C14 dating을 빼고 생각하기가 어렵습니다.

漁夫

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