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고지자기 연대 측정법(古地磁氣年代測定法)

기본 정보
시대	구석기 시대
관련 정보
유적	연천 전곡리 유적, 청주 만수리 유적
키워드	잔류 자화, 지자기 영년 변화, 표준 영년 변화 곡선, 방사성 탄소 연대 측정법, 광 여기 발광 연대 측정법
사전 정보
수록 사전	한국고고학전문사전(구석기 시대 편)
집필 연도	2023
집필자	이윤수

설명

고지자기학은 옛 지구 자기장을 연구하는 학문이다. 그중에서 고고학 유적이나 유물의 연대 측정을 대상으로 하는 분야를 특히 고고지자기학(archaeomagnetism)이라고 한다. 고고지자기 연대 측정 방법으로는 지자기 방향, 지자기 절대 강도, 지자기와 대자율의 상대적 강도 변화, 지자기 극성을 이용하는 4가지 방법이 있다. 가능하면 이들의 값을 복합적으로 구하여 연대 측정에 적용하는 것이 바람직하다.

지자기 연대 측정을 위해서는 우선 잔류 자화 특성을 평가해야 한다. 잔류 자화(remanent magnetization)는 열 잔류 자화(thermal remanent magnetization)와 퇴적 잔류 자화(depositional remanent magnetization)로 구분된다. 가마나 용암 내에 포함된 강자성 광물(자철석, 적철석 등)은 고온에서 퀴리 온도(강자성 광물에 열을 가할 때 자성을 잃기 시작하는 온도) 이하로 식으면서, 그 당시의 지구 자기장과 나란한 방향으로 열 잔류 자화를 획득한다. 한편 퇴적물의 경우, 강자성 광물 입자들이 지구 자기장과 나란한 방향으로 배열됨으로써 퇴적 잔류 자화를 획득한다.

지구 자기장은 외핵(액상의 철과 니켈로 구성)의 복잡한 운동(대류, 자전 등)에 기인하여 생성된다. 외핵은 전기 및 자기 에너지를 자발적으로 만들어 내는 천연 발전기인 셈이다. 또한 지구 자기장은 끊임없이 변동한다. 수년 이상의 주기로 일어나는 지구 자기장의 변동을 지자기 영년 변화(Geomagnetic Secular Variation)라고 한다. 이는 지역마다 차이를 보이는데, 우리나라에서는 충주(37°N/128°E)를 기준점으로 한 표준 영년 변화 곡선이 제시된 바 있다. 최근에는 통계적 수법을 이용하여 지구 자기장 영년 변화 곡선 모델들이 제안되었다. 아직 이 모델들은 시대적/지역적인 자료 수가 적고 편중된 면이 있어 다소 불완전하다. 그러나 차후 점점 새로운 관련 자료들이 추가되면 고고지자기 연대 모델들의 신뢰도도 향상될 것이다.

퇴적물 내부에서 확인된 유물 연대를 해석할 때, 유물이 현지에서 바로 퇴적된 경우 퇴적 연대를 직접적인 연대로 적용할 수 있다. 반면에 유물이 주변에서 이동되거나 재이동되어 퇴적된 경우, 유물 연대가 퇴적 연대보다 오래된 것이라는 점을 유의해야 한다.

우리나라의 구석기 유적의 고고지자기 연대 측정에서는 주로 대자율의 상대적 강도 변화를 측정하는 경우가 많다. 이때 절대 연대 자료인 방사성 탄소 연대 혹은 광 여기 발광 연대 자료를 참조하여 토층의 대자율 강도 변화와 고환경 변화의 관련성을 시계열적으로 해석하고 있다.

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참고문헌

• 이윤수 외. (2001). 한반도 서부의 역사시대의 유적지로부터 구한 고고지자기 연구: 한반도 시험적 고영년변화 곡선에의 적용. 지질학, 37(1), 115-132. https://data.kigam.re.kr/ieg/user/ltrtreinfo/selectDmstcLtrtreDetail.do?seqNo=1609
• Yu, Y. J. et al. (2010). Archeomagnetic secular variation from Korea: Implication for the occurrence of global archeomagnetic jerks. Earth and Planetary Science Letters, 294(1-2), 173-181. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2010.03.024