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[IT뉴스]지구 자기장, 오래된 도자기 나이 알려준다

온카뱅크관리자

2026-09-06 18:07:25

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 미국 스크립스 연구소의 지질학자 리사 탁스가 도자기 샘플을 가열해 연대를 측정하고 있다. 스크립스 연구소 제공.
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 과학자들이 흙을 높은 온도에서 구워낸 도자기에 남은 지구 자기장의 흔적으로 도자기가 만들어진 연대를 추적하는 방법을 찾았다. 수천 년 된 도자기 진품과 비슷한 모양이지만 기념품 가게에서 산 싸구려 도자기를 구분하는 데도 성공했다. 
 미국 샌디에이고 스크립스연구소 연구팀은 도자기 속 금속 입자의 정렬에서 진품과 가품을 가르는 기준점을 찾아내고 연구결과를 8월 31일(현지시간) 국제학술지 '미국국립과학원회보(PNAS)'에 공개했다. 
 중국, 이스라엘, 멕시코 등지의 박물관에서는 문화재의 가품을 진품처럼 둔갑해 판매하는 문제가 오랜 골칫거리다. 연구팀이 개발한 방법은 진품을 가려내는 데 도움을 줄 것으로 기대된다.
 뜨겁게 달궈진 금속 입자는 식으면서 주변 환경의 자기장 방향에 따라 정렬된다. 자석 주변의 철가루가 자기력선 방향에 따라 선을 이루는 모습과 유사하다. 이를 '열잔류자화'라고 부른다.
 도자기 속 금속 입자들도 예외는 아니다. 흙에 포함돼 있던 금속 입자들은 가마에 구워진 뒤 식는 과정에서 지구 자기장 방향에 따라 정렬된다. 
 식어서 굳은 뒤에는 그 자리에 붙박이처럼 움직이지 않는 암석과 달리, 도자기는 식은 뒤에도 이리저리 움직인다. 그러면 도자기를 기준으로 봤을 때, 주변을 흐르는 지구 자기장의 방향이 바뀐다.
 도자기 속 금속 입자들은 주변 자기장에 영향을 받아 서서히 정렬 방향을 바꾼다. 이렇게 금속 입자들이 주변의 자기장에 오래 노출되면서 하나둘씩 정렬 방향을 바꾸는 현상을 '점성잔류자화'라 한다. 
 연구팀은 도자기를 가열하면, 점성잔류자화의 영향을 다시 처음 구운 상태처럼 '리셋'할 수 있다고 설명했다.
 도자기 속에는 점성잔류자화가 쉽게 되는 금속 입자와 그렇지 않은 안정적인 금속 입자들이 있다. 만든지 오래 된 도자기일수록 안정적인 금속 입자들까지 점성잔류자화가 진행된다. 점성잔류자화의 영향을 지우려면 오래된 도자기일수록 더 높은 온도로 가열해야 한다. 
 연구팀은 제작된 지 수천 년 된 도자기와 이스라엘 예루살렘의 기념품점에서 산 도자기 등 다양한 종류의 도자기를 준비했다. 이 도자기들을 가마에 넣고 50℃부터 시작해 10℃씩 온도를 높여 가며 가열했다. 
 그 결과 1000년 넘은 도자기는 112℃ 이상의 온도에서 가열해야만 점성잔류자화 상태에서 벗어난다는 사실이 드러났다. 그보다 더 최근에 제작된 도자기 속 금속 입자는 더 낮은 온도에서도 점성잔류자화 된 상태에서 벗어났다. 
 이번에 개발된 도자기 연대측정법은 각국의 박물관에서 소장품의 진위 여부를 판별하는 데 큰 도움이 될 전망이다. 
 &lt;참고자료&gt; doi: 10.1073/pnas.2620397123
 [김소연 기자 lecia@donga.com]
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