박물관이나 고고학 기관이 소장한 도자기 같은 출처 불명의 점토 유물이 진품인지 가짜인지를 유물에 남아 있는 자성 성분을 분석해 판별하는 새로운 감별법이 개발됐다.

점토를 가마에서 구울 때 생긴 자기 신호와 그 뒤 오랜 시간 지구 자기장에 노출되면서 추가로 생긴 자기 신호를 구별하는 방식이다.

미국 샌디에이고 캘리포니아대(UC 샌디에이고) 스크립스 해양연구소 요아브 바크닌 박사팀은 1일 과학 저널 미국 국립과학원회보(PNAS)에서 고고학적 점토 유물에 남은 자기 성분을 분석해 진품 여부를 판별하는 방법을 개발했다고 밝혔다.

바크닌 박사는 "이 방법이 진품 유물만 전시하려는 박물관 큐레이터와 유물을 만든 사회를 연구하는 고고학자와 역사학자, 고고학 유적 약탈과 위조 등 불법 고대 유물 거래를 근절하려는 법 집행기관에 유용하게 활용되기를 바란다"고 말했다.

박물관과 공공 소장품에는 출처를 알 수 없는 고고학적 점토 유물이 많이 포함돼 있으며, 이런 유물이 진품으로 입증된다면 고대 사회를 이해하는 데 크게 기여할 수 있다.

연구팀은 그러나 이런 유물의 진위는 대개 논란이 많아 역사적 해석에서 배제되는 경우가 있다며 이런 물체의 진위를 확인하기 위해 여러 실험실 방법이 개발됐지만 어느 것도 오류가 전혀 없는 것으로 입증되지는 않았다고 지적했다.

연구팀은 불에 구운 점토가 일종의 '자기 기록 장치'가 될 수 있다는 점에 주목했다. 점토를 가마에서 가열했다가 식히면 당시의 주변 지구 자기장 방향이 자성 입자에 기록돼 남는데, 이를 열잔류자화(TRM)라고 한다.

하지만 구워진 점토가 가마에서 나온 뒤 처음 구워졌던 방향과 다른 방향으로 놓인 채 오랜 기간 지구 자기장에 노출되면 점토에 점성잔류자화(VRM)라고 하는 새로운 자기 신호가 추가된다.

연구팀은 이 VRM이 유물이 만들어진 뒤 얼마나 오랜 시간이 지났는지를 보여주는 일종의 '시간 기록' 역할을 할 수 있다고 봤다.

유물을 일정한 온도 간격으로 다시 가열하면 나중에 생긴 VRM부터 지워지는데, 오래된 유물일수록 VRM이 더 오랜 시간에 걸쳐 형성돼 이를 제거하는 데 더 높은 온도가 필요하다는 것이다.

연구팀은 고대 유물 19점과 현대 유물 26점을 50℃부터 10℃ 간격으로 단계적으로 가열하면서 자성 변화를 측정해 VRM이 제거되는 온도(VRT)를 확인, 진품 유물을 판별하는 기준 온도를 찾았다.

실험 결과 현대 유물 26점은 모두 112℃보다 낮은 온도에서 VRM이 제거된 반면 고대 유물 19점은 VRM이 제거되는 온도가 112℃보다 높은 것으로 나타났다.

연구팀은 VRT 112℃를 1천 년 이상 된 것으로 추정되는 고고학적 점토 유물을 판별하는 기준으로 제시했다. 112℃라는 기준은 컴퓨터 시뮬레이션과 실제 실험을 통해 정해졌다.

점토 유물이 만들어진 뒤 100년 이하 또는 1천~2천500년 동안 지구 자기장에 노출됐을 때 자성이 어떻게 달라지는지를 컴퓨터로 재현한 결과, 1천년 된 유물에서는 오래된 자성을 지우는 데 112℃ 이상의 온도가 필요한 것으로 나타났다.

이어 이 방법을 이스라엘 고대유물청(IAA)이 불법 고대 유물 거래와 관련해 확보한 뒤 진위 논란이 발생한 유물 3점에 적용한 결과, 모두 진품이라는 해석과 일치했다.

연구팀은 다만 1천년이 안 된 진품이나 수십~수백 년 전 만들어진 위조품에는 112℃ 기준을 그대로 적용하기 어렵고, 이 방법이 유물의 정확한 제작 연도를 알려주지는 않는다며 기존 감별법의 대체가 아닌 보완 수단이 될 수 있다고 밝혔다.

논문 교신저자인 리사 토스 박사는 "이스라엘과 중국, 멕시코 등 세계 거의 모든 지역의 고고학 발굴지에서 가짜 유물은 오랫동안 문제가 돼 왔다"며 "유물의 진위를 판별하는 새로운 자기학적 방법이 위조범보다 한발 앞서야 하는 박물관과 정부 기관에 큰 도움이 될 것"이라고 말했다.

◆ 출처 : PNAS, Lisa Tauxe et al., 'Viscous Remanent Magnetization (VRM) Authentication Method for Archaeological Artifacts', https://doi.org/10.1073/pnas.2620397123