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뼈에 새겨진 진실을 찾아 매일 과거로 가는 사람

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[공무원 어디까지 아니] <10> 문화재청 신지영 학예연구관

자연과학·인문학 교차하는 고고과학
출토된 뼈에서 과거의 생활상 밝혀내
보존과학연구실·고고연구실 등 운영
2000년 이후 다양한 분야서 성과 쌓여

대전 유성구에 있는 문화재청 국립문화재연구소 보존과학연구실에서 신지영 학예연구관이 조선시대 유적에서 출토한 뼈 앞에서 분석 과정 등을 설명하고 있다.
문화재청 제공

그의 연구실은 타임머신이다. 옛사람의 뼈를 통해 매일 과거를 들여다본다. 무엇을 먹고 어떤 공간에서 살았는지 뼈에 새겨진 삶의 기억을 읽는다. 인사혁신처의 도움으로 9일 대전 유성구 문화재청 국립문화재연구소에서 만난 신지영 학예연구관은 “문화재청에서 일한 지 어느덧 12년이 됐지만 ‘우리는 매일 어제와 만난다’는 문화재청 홍보 영상의 문구를 볼 때면 여전히 설렌다”고 했다. 그는 발굴조사 중 출토된 옛사람의 뼈를 연구하는 국립문화재연구소 보존과학연구실의 고고과학자다. 가깝게는 조선시대부터 멀게는 신석기 시대까지 과거의 비밀을 간직한 뼈들이 그의 손을 거쳐 갔다.

옛사람의 뼈에서 얻을 수 있는 정보는 식생활만이 아니다. 신 연구관은 “동위원소 분석, 방사성 탄소연대측정, 디옥시리보핵산(DNA)분석 등으로 뼈의 주인이 어떤 사람이었는지, 생활환경이 어땠고 어디로 이동했는지, 또 어떻게 죽었는지 등의 정보를 얻을 수 있다”고 설명했다.

유적지에서 뼈가 출토되면 뼈 전문가와 발굴 담당자가 협력해 매장 위치, 순서, 매장 유구의 종류 등 고고학적 정황을 세밀하게 관찰하고 기록한다. 출토된 뼈를 인계받을 때도 있지만 1년에 열 번 이상은 신 연구관이 직접 현장에 나간다. 뼈가 연구실에 도착하면 이제부터는 과학자의 시간이다. 먼저 염산을 이용해 오염물을 제거하는 탈광화 작업을 하고, 열을 가해 콜라겐 중 산에 녹지 않은 것을 제거하는 젤라틴화와 동결건조 과정을 거쳐 정제된 콜라겐을 추출한다. 이 콜라겐으로 탄소와 질소 안정동위원소를 분석한다.

신 연구관은 “우리가 섭취하는 식료의 종류에 따라 뼈, 치아, 머리카락 등 인체조직에 특유의 탄소·질소 안정동위원소 정보가 기록되며 이 정보는 시간이 지나도 변하지 않는다”면서 “따라서 옛사람 뼈 콜라겐에 기록된 탄소와 질소 안정동위원소 비율을 분석하면 당시에 섭취한 식료의 종류, 비중 등을 알 수 있다”고 말했다.

가령 탄소 안정동위원소 분석으로는 뼈의 주인이 벼·보리·밀·콩 등의 곡물을 주로 섭취했는지, 조·피·기장·수수 등을 주로 먹었는지를 확인할 수 있다. 질소 안정동위원소 분석으로는 고기, 해양성 어패류, 민물 어패류 섭취 여부와 비중 등을 알 수 있다.

신 연구관은 “경북 경산시 임당 유적(영남대 박물관 발굴조사)의 신라 대형분에서 출토된 주피장자와 순장자의 뼈를 분석했더니 순장자 집단은 곡물 섭취량이, 당시 최상위층으로 짐작되는 주피장자 집단은 단백질 섭취량이 많았다”며 “이는 당시 계층 간에 매우 차별적인 식생활이 있었다는 것을 보여 준다”고 설명했다.

조선 중기로 넘어오면 신분, 성별이 달라도 안정동위원소 값이 크게 다르지 않다고 한다. 신 연구관은 “삼국시대와 달리 조선시대에는 농업생산량이 증가하고 사회경제적 구조가 변화하면서 식량 분배가 비교적 고르게 이뤄진 것으로 알려졌는데, 실제 식료 섭취량을 추정할 수 있는 안정동위원소 분석에서도 이런 경향이 나타났다”고 말했다.

서울 송파구 석촌동 고분군(한성백제박물관 백제학연구소 발굴조사)에서 출토된 뼈에선 700~1000도가량의 고온에서 화장이 이뤄진 사실을 밝혀냈다. 신 연구관은 “당시에 이 정도 고온에서 화장하려면 큰 노력을 들여야 한다. 이를 통해 석촌동 고분군 피장자 집단이 백제시대에 매우 중요한 위치에 있었을 것이란 추정을 할 수 있었다”고 소개했다.

국립문화재연구소가 분석한 뼈 중 가장 오래된 것은 부산 가덕도 장항유적(한국문물연구원 발굴조사)에서 출토된 뼈다. 이 유적은 신석기시대 최대 규모의 집단 묘역이다. 전문가들은 신석기시대 고고학적 정황을 고려해 피장자들이 해양성 식료를 주로 섭취했을 것으로 추정했고, 보존과학연구실이 뼈의 안정동위원소 분석을 통해 이런 가정을 입증했다.

유적에서 발견한 옛사람의 뼈를 수습하는 모습을 담은 스케치.
문화재청 제공

현재 국내에선 국립문화재연구소 외에도 고고학·인류학·화학·생물학·해부학·고병리학 등 다양한 분야의 연구자들이 옛사람 뼈를 연구하고 있다. 해외에선 2000년대 들어 옛사람 뼈의 안정동위원소와 유전자 분석 연구가 급증했는데, 우리나라도 2000년 이후 다양한 분야에서 연구 성과를 쌓아 가고 있다.

대학에서 화학을 전공한 신 연구관이 고고학에 관심을 두게 된 것은 영국에서 출판된 ‘고고 화학’이란 책을 읽고 나서였다. 신 연구관은 “‘화학을 옛날의 우리를 이해하는 데 활용할 수 있겠구나’라는 생각이 들어 몰입했고, 당시 한국에선 공부할 수 있는 곳이 없어 영국에서 고고 과학을 전공했다”고 말했다. 그는 “인문학과 과학이 만나는 지점에서 짜릿함을 느낀다”면서 “전문가들이 각 분야의 장벽을 허물고 한 주제에 대해 여러 시각으로 고민하며 집단 지성으로 문제를 풀어 가고 있다”고 했다.

보존과학연구실의 직원들도 보존과학, 화학, 물리학, 지질학, 생물학, 재료공학, 금속공학, 인류학 등 다양한 분야를 공부한 이들이다. 바로 옆 건물에는 고고학을 연구하는 고고 연구실이 있어 자연과학과 고고학의 만남이 수시로 이뤄진다고 한다.

올해는 가속질량분석기를 들여와 문화재 방사성탄소연대 측정 연구를 시작했다. 신 연구관은 “생명체는 광합성과 먹이사슬을 통해 대기 중의 방사성탄소를 흡수하고 살아 있을 때는 평행 상태를 유지한다”며 “생명체가 죽으면 시간이 지날수록 방사성탄소가 줄어드는데 그 반감기가 5730년이다. 따라서 남은 방사성탄소의 양으로 언제 죽었는지를 추정할 수 있다”고 소개했다. 특히 가속질량분석기를 이용하면 극미량의 방사성탄소 동위원소 분석이 가능하다고 한다.

그는 영화 ‘박물관이 살아 있다’를 언급하며 “밤마다 옛사람들이 살아나는데, 그 영화처럼 우리 연구실에서도 밤이면 옛사람들이 살아나 ‘나는 당시에 이렇게 살았어’라고 이야기해 주면 좋겠다는 엉뚱한 상상을 하기도 한다”면서 “현장에서 옛사람 뼈를 만난다는 것은 예전의 우리를 만나는 과정이기에 늘 경건한 마음이 든다”고 했다.

국립문화재연구소는 이 외에도 고고학, 미술사학, 건축학, 자연문화재 등 문화유산을 연구하고 발굴하는 일, 보존하고 복원하는 일을 하고 있다.

이현정 기자 hjlee@seoul.co.kr

2021-11-10 22면
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자료 제공 : 정책브리핑 korea.kr

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