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{{DISPLAYTITLE:우주선 유발 동위 원소 연대 측정법(宇宙線誘發同位元素年代測定法)}}

{{개념정보
| 한글표제어=우주선 유발 동위 원소 연대 측정법
| 시대=구석기 시대
| 관련 유적=연천 전곡리(85-12 일원) 공동주택 신축부지 유적
| 키워드=[[절대 연대 측정법]], [[노출 연대]], [[수직 단면 연대 측정]], [[매몰 연대]], [[우주선]], [[현장 생성 우주선 유발 동위 원소]], [[등시선 방법]], 베릴륨-10(<sup>10</sup>Be), 알루미늄-26(<sup>26</sup>Al), 염소-36(<sup>36</sup>Cl)
| 수록사전=한국고고학전문사전(구석기 시대 편)
| 집필연도=2023
| 집필자=최이레
}}

==설명==
우주선 유발 동위 원소 연대 측정법은 암석 및 퇴적물과 같은 지질 물질의 연대를 결정하는 데 사용되는 [[절대연대측정법|절대 연대 측정 방법]]이다. 이는 우주로부터의 고에너지 입자인 우주선(cosmic ray)<ref>우주에서 지구로 쏟아지는 높은 에너지를 지닌 각종 입자와 방사선 등을 말한다. </ref>과의 상호 작용에 의해 물질에서 생성되는 우주선 기원 핵종으로 알려진 특정 동위 원소를 측정한다.

우주선이 지구 대기에 진입하면 대기 원자와 충돌하여 일련의 핵 반응을 통해 중성자, 양성자 및 뮤온(muon)을 포함한 2차 입자를 생성한다.<ref>대기 중의 입자들(<sup>16</sup>O, <sup>14</sup>N)과 충돌하여 대기 기원(meteoric)의 우주선 유발 동위 원소(<sup>10</sup>Be, <sup>14</sup>C)를 생성하고 대기 중의 부유 입자들에 흡착되어 호수 또는 바다로 일정하게 퇴적된다.</ref> 이러한 2차 입자 중 일부는 광물이나 암석 표면의 원자와 상호 작용 하여 우주선 기원 핵종(베릴륨-10, 알루미늄-26, 염소-36, 표 1 참고)을 생성하며, 이는 시간이 지남에 따라 광물이나 암석 표면에 축적된다. 시료에 있는 우주선 기원 핵종은 우주선에 노출된 시간에 대한 정보를 제공하므로 그 연대를 추정할 수 있다(수백 년~5백만 년 이내). 특정 우주 생성 핵종의 반감기(half-life)를 고려한 농도를 측정함으로써 연구자들은 암석이나 퇴적물이 우주 방사선에 마지막으로 노출된 이후의 노출 기간 또는 시간을 계산할 수 있는 것이다.

고고학 및 [[고인류학|고인류학]] 분야에서는 [[석영|석영]] 광물에서 발견되는 현장 생성 우주선 유발 동위 원소인 베릴륨-10(10Be)과 알루미늄-26(26Al)을 활용한다. 석영은 지질학적으로 풍화 및 마모에 강하고, 간단하고 균일한 화학 조성(SiO<sub>2</sub>)과 조밀한 결정 구조를 가지고 있어 비우주 생성 동위 원소로 인한 오염을 최소화한다. 이를 통해 낮은 수준에서도 우주 발생 알루미늄-26과 베릴륨-10을 검출할 수 있다. 또한 석영은 종종 퇴적물 또는 인간이 이동시킨 자연물(manuport), 인위적 도구 또는 유물의 형태로 고고학 유적지에 풍부하게 남아 있어 분석에 적합하다.

우주 생성 핵종을 이용한 표면 노출 연대(surface exposure dating) 측정<ref>암석이 지표면 또는 지표면 근처에 노출된 시간을 추정하기 위한 지구 연대학적 측정 방법으로 우주선 기원 동위 원소를 이용한 절대 연대 측정 방법 중 하나이다.</ref>과 매몰 연대(burial dating) 측정<ref>동일 시료 내에서 생성되는 복수의 핵종(26Al, 10Be)을 이용하여 연대를 산출하는 방식으로 시료가 매몰이전 지표면에서 우주선과 반응하는 동안 고정된 비율로 생성되지만 매몰 이후 붕괴만 진행되기에 두 핵종 간의 반감기 차이를 이용하여 절대 연대를 산출하는 방법이다.</ref> 방법이 중국, 아프리카, 인도 등을 포함하는 여러 지역에서 적용되고 있다. 특히 매몰 연대 측정 방법 중에서 일부 지질학적 불확실성을 제거할 수 있는 등시선(isochron) 방법<ref>동일 위치에서 채취되어진 개별 시료들을 하나의 직선에 회귀시켜 절대 연대를 산출하는 방법이다.</ref>은 [[아슐리안|아슐리안]] 석기에 직접 적용되어 연대를 산출하고 있다. 이 방법은 지난 500만 년 동안의 연대 측정이 가능하며, 고고학과 고인류학 연대 측정 구간의 중요한 틈새를 채우는 데 도움이 될 수 있다. 우리나라에서도 베릴륨-10과 알루미늄-26의 매몰 연대 방식을 이용하여 최근 연천 전곡리(85-12 일원) 공공주택 신축부지 유적에 대한 절대 연대 측정 연구가 진행되었다.


{| class="listtable" style="text-align:center;"
|+ '''표 1. 주요 우주선 기원 핵종 반감기 및 주요 타깃'''
|-
! style="text-align:center;" | 핵종(nuclides)
! style="text-align:center;" | 반감기(half-live, years)
! style="text-align:center;" | 주요 타깃(main targets)
|-
| <sup>3</sup>H || 12.3 || O, Mg, Si, Fe(N,O)
|-
| <sup>3</sup>He || 안정(Stable) || O, Mg, Si, Fe(N,O)
|-
| <sup>10</sup>Be || 1.4 x 10<sup>6</sup> || O, Mg, Si, Fe(N,O)
|-
| <sup>14</sup>C || 5.7 x 10<sup>3</sup> || O, Mg, Si, Fe(N)
|-
| <sup>21</sup>Ne || 안정(Stable) || Mg, Si, Fe
|-
| <sup>26</sup>Al || 7.1 x 10<sup>5</sup> || Si, Al, Fe(Ar)
|-
| <sup>36</sup>Cl || 3.0 x 10<sup>5</sup> || Ca, Fe, K, Cl(Ar)
|-
| <sup>41</sup>Ca || 1.0 x 10<sup>5</sup> || Ca, Fe(Kr)
|-
| <sup>53</sup>Mn || 3.7 x 10<sup>6</sup> || Fe(Kr)
|}


==이미지==
<gallery mode=packed heights=400px>
File:우주선_기원_핵종_생성_모식도.jpg
</gallery>

==참고문헌==
* Fujioka, T. et al. (2022). Direct cosmogenic nuclide isochron burial dating of early Acheulian stone tools at the T69 Complex (FLK West, Olduvai Bed II, Tanzania). <i>Journal of Human Evolution, 165</i>, 103155. https://doi.org/10.1016/j.jhevol.2022.103155
* Granger, D. E. (2014). Cosmogenic Nuclide Burial Dating in Archaeology and Paleoanthropology. In H. D. Holland, K. K. Turekian(Eds.), <i>Treatise on Geochemistry</i>(2nd ed.), 14(pp. 81-97). Elsevier. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-095975-7.01208-0
* Shaar, R. et al. (2021). Magnetostratigraphy and cosmogenic dating of Wonderwerk Cave: New constraints for the chronology of the South African Earlier Stone Age. <i>Quaternary Science Reviews, 259</i>, 106907. https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2021.106907
* Wang, K. et al. (2019). Cosmogenic nuclide burial dating of Liuwan Paleolithic site in the Luonan Basin, Central China. <i>Journal of Geographical Sciences, 29</i>, 406-416. https://doi.org/10.1007/s11442-019-1606-1

==각주==
<references/>


[[분류:한국고고학사전]]
[[분류:한국고고학전문사전(구석기 시대 편)]]