반구대 암각화의 주기적인 침수와 구성암석의 풍화 특성
황상일*·박경근**·윤순옥***
Periodic Immersion of the Bangudae Petroglyphs and Rock Weathering Characteristics
Sangill Hwang*·Kyunggeun Park**·Soon-Ock Yoon***
요약：반구대 암각화는 울산광역시 울주군 언양읍 대곡리 반구동에 위치하며, 1995년 국보 제285호로 지정되었다. 1965년 사연댐 건설 이후 연중 수개월 정도 침수되면서 수분에 의한 풍화작용으로 암각화가 훼손되는 것에 대해 많은 논쟁이 있었다. 본 연구는 반 구대 암각화 기반암의 수분등치선도를 작성하여 절리나 박락(剝落) 분포와의 관계를 검토하였다. 반구대 암각화의 함수율은 전체적 으로 상부에서 하부로 갈수록 높았다. 이것은 침수된 기간의 길이와 관계된 것이다. 그리고 절리 밀도가 높은 암각화의 상부도 함수 율이 높았다. 암석 내 흡수율이 증가하면 투수계수와 공극률이 증가하므로 함수율은 증가한다. 침수로 인해 암석 내에 공극들이 주기 적으로 물로 포화되는 반구대 암각화는 수분에 의한 풍화로 훼손이 매우 심각한 상태이다.
주요어：반구대 암각화, 함수율, 흡수율, 수분등치선도, 풍화작용
Abstract：The Bangudae Petroglyphs locate at Bangudong, Daegok-ri, Eonyang-eup, Ulju-gun, Ulsan and was designated as the No. 285 national treasure since 1995. After the construction of Sayeon-dam in 1965, there were many controversies of the rock weathering problems by the periodic immersion for approximately a few months. The isopleths of water content on the rock are drawn and the result shows relationships between the isopleths and distribution of joints or exfoliations. The distributions of water content rates in the Petroglyphs show the downward increasing pattern. This may suggest that the rates of water content are further influenced by the duration of immersion.
Also, the upper part of the Petroglyphs with dense joints shows high rates of water content. If the water content rates in rocks increase, the water absorption rates increase too, because of the increasement of coefficient of permeability and porosity. The weathering damages of the Petroglyphs in which the pores are saturated by the periodic immersion are in the critical conditions.
Key Words : Bangudae petroglyphs, water content rate, water absorption rate, isopleth of water content, weathering
이 연구는 기상청 기상지진개발사업(CATER 2009-2314)의 지원으로 수행되었습니다.
* 경북대학교 지리학과 부교수(Associate Professor, Department of Geography, Kyungpook National University), hwangsi@knu. ac.kr
** 경북대학교 지리학과 박사과정(Graduate Student, Department of Geography, Kyungpook National University), pkg0721@ hanmail.net
*** 경희대학교 지리학과 및 기초과학연구소 교수(Professor, Department of Geography and Research Institute for Basic Sciences, Kyung Hee University), [email protected]
대한지리학회지 제45권 제3호 2010(342~359)
1. 서론
1) 문제제기 및 연구목적
우리나라에는 목재, 석재, 금속, 종이, 흙 등과 같은 여러가지 재료들로 제작된 다양한 문화재가 현존하고 있다. 선사시대 이래 오랜 기간이 경과하면서 다양한 형태로 파손되고 있으므로 최근 이들 문화재의 보존에 대한 관심이 커지고 있다. 문화재 중에서 오늘날까지 비교적 많이 남아 있는 것은 대부분 내구성이 강한 석 조문화재이다. 그러나 이것 또한 특별한 보호시설 없 이 장기간 야외에 노출된 경우에는 사면방향, 해발고 도 등의 지형적 요인과 온도, 강수, 바람, 습도 등의 기 후적 요인 그리고 동, 식물 등의 생물학적 영향에 의한 풍화작용을 받아 점진적으로 훼손되고 있다.
울산광역시 울주군 언양읍 대곡리 반구동에 위치하 고 있는 반구대 암각화는 선사인의 생활상을 유추해 볼 수 있는 세계적 수준의 암각화로 평가되어 1995년 국보 제285호로 지정되었으며, 고고학, 인류학, 지리 학, 해양학, 미술학 등 다양한 학문 영역에 걸쳐 유용한 연구 자료로 활용될 수 있어 학술적 가치가 매우 높다.
반구대 암각화의 제작시기는 구석기시대에서 초기철 기시대까지 다양한 견해가 있지만, Hwang and Yoon (2000)은 Holocene 해진극상기인 6,000~7,000년 BP 경 암각화 제작이 시작되었고 청동기시대가 시작될 즈 음 더 이상 만들지 않았던 것으로 추정하고 있다.
반구대 암각화는 상부의 기반암이 전방으로 2~
4.5m 돌출된 지형 조건으로 인해 강우시 빗물로부터 보호되지만 제작된 지 오랜 시간이 흐르면서 풍화작용 이 진행되었다. 특히 1965년 울산지역의 식수 및 공업 용수 공급을 위해 사연댐이 준공된 이후, 지난 40년 이 상 연중 수개월 정도 침수되고 나머지 기간 동안 공기 중에 노출되었다.
수분은 암석을 풍화시켜 석조문화재를 파괴하는 중 요한 매개체이다. 암석에 형성된 절리를 따라 침투한 수분은 동결되면 부피가 팽창하여 절리를 확장시키고 나아가 암석을 파괴한다. 또한 여름철 높은 온도에서 는 암석의 구성광물과 반응하여 다양한 풍화잔류물을
형성하면서 물리적, 화학적 풍화작용을 일으켜 암석을 훼손시킨다. 그리고 이러한 과정에서 제공되는 무기산 과 공극은 조류, 선태류, 지의류 또는 고등식물의 서식 처를 제공하면서 생물학적 풍화작용이 가속된다(Choi et al., 2001; Lee et al., 2003). 이처럼 암석에 포함되어 있는 수분은 암석의 물리적, 화학적, 생물학적 풍화 정 도와 mechanism을 결정짓는 중요한 지표가 된다.
반구대 암각화에 대한 연구는 지금까지 다양한 학문 분야에서 많은 결과들이 축적되었으나, 주기적으로 침 수와 노출이 반복되면서 풍화작용을 받고 있는 암각화 기반암의 수분상태를 직접 연구한 결과는 거의 없다.
이것은 암각화의 기반암을 훼손하지 않고 암석의 수분 함유량을 분석할 수 있는 방법이 거의 없기 때문이다.
본 연구에서는 반구대 암각화를 구성하는 암석과 암 각화 전면의 수분값을 조사하고 등치선도를 작성하였 으며, 수분값 분포와 박락(剝落)이나 절리 등 반구대 암각화의 훼손상태와의 상호관계를 살펴보았다. 이를 기초로 암각화 전면의 풍화정도를 공간적으로 파악하 고, 여기에 영향을 미친 요소들을 검토하는 것이 이 연 구의 목표이다. 연구 결과들은 반구대 암각화의 현황 을 파악하고 보존 대책을 수립하는 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.
2) 연구방법
수분값 측정을 위한 2008년 2월과 3월에 두 차례에 걸친 예비조사에서는 암각화가 침수되었으므로 동일 한 암석으로 이루어진 반구대 암각화의 대안(對岸)에 서 시료를 채취하였다. 그리고 암각화가 완전히 물 밖 으로 드러난 2008년 4월 17일부터 19일까지 3일간 암 각화의 훼손상태와 암각화 전면의 수분값을 측정하였 다. 이 시기는 갈수기가 종료되어 암각화가 완전히 공 기 중에 드러날 정도로 사연댐의 수위가 낮았다. 수위 하강은 점진적으로 이루어지므로 암각화의 상부는 하 부보다 먼저 대기 중으로 노출된다.
반구대 암각화의 현재 상황을 파악하기 위하여 암각 화의 대안에서 항상 공기 중에 노출되어 침수된 적인 없는 비수장암석과 침수와 노출을 반복하는 수장암석 시료를 각 10개씩 채취하여 함수율과 흡수율을 측정하
였다. 그리고 반구대 암각화 기반암에서 분리된 20개 의 시료를 채취하여 실험실에서 수조와 건조기(dry oven)를 이용하여 침수와 건조를 반복하면서 각 상태 별로 암석의 흡수율을 조사하였다. 또한 암각화의 수 분값을 계측하기 위한 기준값이 되는 흡광도와 함수율 을 구하였다. 이를 바탕으로 근적외선수분측정기1)의 검량선2)을 계산하여 암각화 전면에 10cm 간격으로 구 획한 1,427 지점의 수분값을 조사하여 등치선도를 작 성하였다. 근적외선수분측정은 적외선이 수분 함유량 에 따라 흡수 정도가 달라지는 것을 이용한다. 즉, 시 료를 가열 건조시켜 감소량을 측정하는 방식이 아니므 로 반구대 암각화에 미치는 열적 영향이나 훼손은 발 생하지 않는다.
반구대 암각화는 가로 10m×높이 3m로서 보조 도 구없이 조사하기는 어렵다. 사다리를 이용한 작업은 암각화를 훼손할 수 있으므로, 보다 정확한 조사를 위 하여 비계(飛階)를 설치하여 진행하였다. 구조물의 크 기는 암각화로부터 30~50cm 정도 이격(離隔)하여 2층 으로 설치하였다(Figure 1).
2. 연구지역 개관
1) 지형 개관
대곡천은 울산광역시 울주군 두서면 일대에서 발원 하여 남쪽으로 흘러 대곡댐을 지나 구량천, 전읍천, 봉 두천과 함께 사연호를 거쳐 태화강에 유입한다(Figure 2). 반구대 암각화는 대곡천의 하구부로부터 상류쪽으 로 6.5km 떨어진 하천 우안의 하식애 하단부에 음각으 로 조각되어 있다. 반구대 암각화가 새겨진 기반암 표 면의 주향과 경사는 N70°E, 85°SE이고, 동쪽 가장자리 에 있는 암각화면의 주향과 경사는 N6°E, 69°NW로 주 면과 114°의 각도를 이루고 있다(Ulsan metropolitan city, 2003).
반구대 암각화가 조각된 높이 10m의 수직 단애는 심하게 곡류하는 대곡천의 공격면에 형성된 하식애이 다.
반구대 암각화의 하부 해발고도는 약 52.0m이고 상 부 해발고도는 약 56.0m이다(Figure 3). 사연댐의 상 Figure 1. Scaffold for estimation of water content at Bangudae petroglyphs.
반구대 암각화 수분 측정을 위한 비계(飛階)설치.
Figure 2. Geomorphic setting of study area and location of Bangudae petroglyphs (✔: sampling site in the vicinity of Bangudae petroglyph). 반구대 암각화 주변 지역의 지형개관.
Figure 3. Water level of Sayeon Dam(Ulsan metropolitan city, 2003). 사연댐의 수위.
시 만수위는 해발고도 60.0m, 계획 홍수위는 해발고도 63.2m, 저수위는 해발고도 45.0m이므로 침수가 발생 한다.
반구대 암각화는 해발고도 200m 내외인 구릉지의 북사면 하부에 조성되어 있으므로 남사면에 비해 겨울 철 동결, 융해의 반복 빈도가 적어 기계적 풍화작용을 지연시키는 역할을 한다. 암각화의 상부는 돌출되어 있어 빗방울이 암각화에 직접 도달하지 않으며, 사연 댐의 수위가 낮아지는 시기를 제외하면 사람이 접근할 수 없으므로 인위적인 훼손도 극히 미약하다. 한편 사 연댐 수위에 따라 상대적으로 더 오랫동안 침수되는 부분과 그렇지 않은 부분의 풍화 정도의 차이는 현저 하다.
2) 지질 개관
반구대 암각화가 조각된 하식애의 기반암은 중생대 백악기 경상계 신라통에 속하며 대구층이라고 불리는
퇴적암이다. 대구층은 녹회색 내지 암회색 사암, 실트 스톤, 셰일과 자색 실트스톤으로 구성되어 있고, 이암 과 역암이 협재되어 있다. 암각화 동쪽으로는 화강섬 록암이 관입하면서 열접촉 변성작용을 받아 혼펠스가 원형으로 분포하고 있다. 이 관입의 영향으로 암각화 가 조각된 하식애도 암회색을 띠는 실트스톤이지만 혼 펠스화되어 경도가 큰 괴상의 암상을 보이고 있으나 주변으로의 연장성은 약하다(Lee and Kim, 2004).
반구대 암각화는 극미립의 입자들이 층리면을 따라 일정한 방향성을 유지하며 분포하는 암회색의 셰일층 으로, 주 구성광물은 알바이트(사장석), 석영, 녹니석, 정장석 그리고 방해석이며, 점토광물과 흑운모가 소량 산출된다. 그리고 여러 층준에 수 개의 사암층이 협재 되어 있어 표면에서 큰 입자의 방해석이 용해되어 차 별침식에 따른 충상(蟲狀) 모양(vermiform)의 요철을 보여준다. 사암에는 단일광물 보다는 미립의 여러 광 물들이 섞여 있는 작은 암편들이 포획체로 관찰되기도 한다(Lee and Kim, 2004).
Figure 4. Geologic setting around Daegok stream and Bangudae petroglyphs.
반구대 암각화와 대곡천 주변의 지질개관.
3. 반구대 암각화 구성암석의 수분 특성
1) 암석의 함수율과 흡수율
암석 내 함유된 수분값은 압축력과 인장력 등 강도 와 밀접한 관계가 있으므로 암석의 훼손상태를 파악하 는데 있어 중요한 지표가 된다. 수분값을 측정하기 위 해 반구대 암각화 대안에서 비수장암석 시료 10개와 수장암석 시료 10개를 채취하여 각 시료의 함수율과 흡수율을 측정하였다(Figure 2, 3; Table 1, 2).
함수율은 대기압하의 자연 상태에서 암석이 포함하 고 있는 수분의 저장량을 나타내므로, 주변 환경이나 기상 상태 등에 따라 건조 상태에서부터 포화 상태까 지 상당히 넓은 범위의 값으로 나타날 수 있다. 함수율 측정 방법은 분석대상 물질의 종류, 형태 등에 따라 달 라지는데, 다음과 같은 방법으로 구할 수 있다(Song and Hwang, 1993).
(1) Dry basis Wc(%)= ×100
(2) Wet basis Wc(%)= ×100
함수율 WC(Water Content rate), 자연 상태 중량 WN
(Weight Nature), 건조 후 중량 WD(Weight Dry)
함수율은 대기압 상태에서 물이 증발되는 105~120
℃에서 건조시킨 다음 자연 상태의 중량에서 건조 후 중량을 뺀 중량 차이를 건조 후 중량이나 자연 상태의 중량으로 나눈 값이다. 건식 방법은 건조 후 중량을 이 용하여 순수한 물질의 양을 기준으로 수분의 함유량을 구한 것이고, 습식 방법은 자연 상태의 중량을 이용하 는 것으로 전체 물질에 대한 수분의 양을 나타내기 위 한 것이다. 본 연구에서는 순수한 물질의 양에 대한 수 분의 함유량을 알아보기 위해서 건식 방법을 사용하였 다.
Table 1은 대기압 하 반구대 암각화 대안에서 채취 한 암석의 수분 함유량을 나타낸 것이다. 1~10번 시료 는 비수장암석이고, 11~20번 시료는 수장암석이다.
수집한 비수장 및 수장암석의 고도는 Figure 3에 제시 되어 있다. 자연상태에서 측정한 암석의 함수율은 비 수장암석에서 0.08~0.37%이고, 수장암석에서 0.20~0.49%의 범위에 있다. 비수장암석과 수장암석의 평균값은 0.25%와 0.31%이다.
수장암석이 물속에 침수되어 있을 때 함수율과 흡수 (WN-WD)
WN
(WN-WD) WD
Table 1. Water content rate of rock samples in the vicinity of Bangudae petroglyphs.
반구대 암각화의 대안에서 채취한 암석의 함수율.
Sample Non-sunk rock Sample Sunk rock
No Weight(g) Water content
No Weight(g) Water content
Nature Dry Gap rate(%) Nature Dry Gap rate(%)
1 100.42 100.05 0.37 0.37 11 39.14 39.05 0.09 0.23
2 138.75 138.37 0.38 0.28 12 31.49 31.40 0.09 0.29
3 61.18 60.98 0.20 0.33 13 50.53 50.33 0.20 0.40
4 84.76 84.54 0.22 0.26 14 124.35 123.83 0.52 0.42
5 40.11 39.99 0.12 0.30 15 69.21 69.07 0.14 0.20
6 128.73 128.34 0.39 0.30 16 141.29 140.94 0.35 0.25
7 158.37 158.05 0.32 0.20 17 28.61 28.55 0.06 0.21
8 213.95 213.77 0.18 0.08 18 118.07 117.49 0.58 0.49
9 68.02 67.94 0.08 0.12 19 22.37 22.29 0.08 0.36
10 146.56 146.14 0.42 0.29 20 24.95 24.88 0.07 0.28
Average 0.25 Average 0.31
율은 같다. 그래서 대기 중에 노출된 상태의 값을 측정 하기 위해 물속에서 건져낸 후 24시간 동안 실험실에 서 방치하고 중량을 측정하였다. 그 결과 탈수현상이 일어나 수장암석의 함수율이 비수장암석의 함수율과 유사한 경향을 보이고 있다. 그러나 최저값을 나타내 는 비수장암석의 8번 시료 함수율 0.08%와 최고값을 나타내는 수장암석의 18번 시료 함수율 0.49%는 6배 의 차이를 보인다(Figure 5).
Table 2는 반구대 암각화 대안에서 채취한 시료의 흡수율을 나타낸 것이다. 흡수율은 암석이 자연 상태 에서 수분과 접촉하여 함유할 수 있는 최대 수분량을 나타낸 것이다. 흡수율을 구하는 공식은 아래와 같다 (Shin et al., 1998).
WA(%)= ×100
흡수율 WA(Water Absorption rate), 침수 후 중량 WW(Weight Wet), 건조 후 중량 WD(Weight Dry)
우리나라 퇴적암의 흡수율은 사암 0.7~13.8%, 실트 암 0.4~6.3%, 이암 및 혈암 0.2~6.1%의 범위에 있다 (K. R. C). Shin et al.(1998)은 각력역암 0.329~
0.996%, 셰일 0.341~2.547%, Shim et al.(2000)은 사 암 0.8~12.8%, 셰일 0.2~6.1%로 제시하였다. Do (2003)는 반구대 암각화 구성 암석의 흡수율을 0.5~
1.56%로 측정하였다. 이번 조사에서 측정한 시료의 흡 수율은 비수장암석이 1.50~4.30%, 수장암석은 4.83~
7.31%의 범위에 있고, 이들의 평균값은 각각 2.91%와 5.79%이다. 두 집단 평균값의 차이를 검증하기 위해 독립표본 T-검증(T-test)3)을 실시하였다. 그 결과 유의 확률(p-value)4)은 0.000으로 평균 흡수율에 있어서 비 수장암석과 수장암석 사이에 차이는 뚜렷하다.
이번 실험에서 측정된 흡수율은 대한광업진흥공사 (K. R. C.)를 비롯한 여러 연구자들이 분석한 흡수율과 반구대 암각화의 암석을 측정한 Do(2003)의 자료에서 제시한 흡수율보다 높게 나타났다. 이것은 절리의 분 포 밀도, 공극률, 풍화 정도 등 흡수율을 측정한 재료 의 암석학적 특성 차이에 기인한 것으로 생각된다. 즉, 암석 내 절리의 분포 밀도와 공극률이 높고, 풍화가 심 한 상태에서는 흡수율이 높게 나타나는데, 이는 풍화 를 받은 암석에서 절리를 따라 수분의 침투가 원활해 지고, 암석 내 높은 공극률이 수분의 흡수율을 높여주 기 때문이다.
Figure 5는 반구대 암각화 대안에서 채취한 비수장 (WW-WD)
WD
Table 2. Water absorption rate of rock samples in the vicinity of Bangudae petroglyphs.
반구대 암각화의 대안에서 채취한 암석의 흡수율.
Sample Non-sunk rock Sample Sunk rock
No Weight(g) Water absorption
No Weight(g) Water absorption
Nature Dry Gap rate(%) Nature Dry Gap rate(%)
1 103.41 100.05 3.36 3.36 11 41.13 39.05 2.08 5.33
2 142.17 138.37 3.80 2.75 12 33.51 31.40 2.11 6.72
3 62.05 60.98 1.07 1.76 13 52.76 50.33 2.43 4.83
4 85.81 84.54 1.27 1.50 14 131.01 123.83 7.18 5.80
5 41.71 39.99 1.72 4.30 15 72.86 69.07 3.79 5.49
6 132.25 128.34 3.91 3.05 16 147.81 140.94 6.87 4.87
7 163.53 158.05 5.48 3.47 17 30.10 28.55 1.55 5.43
8 219.19 213.77 5.42 2.54 18 125.06 117.49 7.57 6.44
9 70.51 67.94 2.57 3.78 19 23.92 22.29 1.63 7.31
10 149.97 146.14 3.83 2.62 20 26.29 24.88 1.41 5.67
Average 2.91 Average 5.79
및 수장암석의 흡수율과 함수율을 그래프로 나타낸 것 이다. 비수장암석의 흡수율은 2~3%로 낮은 반면, 수 장암석은 5% 이상의 높은 값을 보였다. 각 시료가 물 에 잠긴 기간에 대해서는 논의할 수 없으나, 상대적으 로 물속에 오래 있었던 암석의 흡수율이 짧은 기간 동 안 물속에 있었던 것에 비해 훨씬 높다고 생각된다.
특히 12번, 19번 시료는 3번, 4번 시료보다 흡수율 이 5배 이상 높았다. 12번과 19번 시료에서 수분의 흡 수율이 특히 높은 것은 층리를 따라 수평으로 절리가 길게 형성되어 풍화가 용이하게 진행되었기 때문이다.
이것은 암석의 풍화정도와 절리의 분포 밀도가 흡수율 에 영향을 미치고 있음을 시사한다. 퇴적암은 층리면 에 평행한 전단강도가 매우 약하고 대기노출 또는 침 수와 같은 환경변화에 다소 민감하므로 층리의 발달로 인한 암석의 강도 저하가 현저하게 일어난다. 이렇게 볼 때 반구대 암각화는 층리를 따라 훼손이 심각하게 발생할 수 있다.
2) 침수와 건조의 반복에 따른 흡수율 변화
흡수율은 암석 내의 공극률을 파악하는 물리적 지표
로서, 암석의 공극에 물이 얼마나 침투할 수 있는지를 의미한다. 암석이 흡수할 수 있는 최대의 수분량인 흡 수율은 일반적으로 연암은 60% 이상, 경암은 10% 이 하, 신선하고 치밀한 암석은 1% 이하로서 암석이 단단 하고 치밀할수록 값이 작다(Shim et al., 2000).
자연상태에서는 고결력이 상당히 큰 암석이라도 지 하수위 변동, 굴착 등에 의한 응력 해방과 흡수와 배수 로 인한 수축과 팽창 그리고 풍화 등에 의하여 암석 고 결력이 저하되는 현상이 나타난다. 특히 셰일과 역암 과 같은 퇴적암은 구성 광물의 조직이 연약하여 환경 변화에 따라 건조와 습윤이 반복되면, 점착력이나 마 찰력을 잃어 강도나 고결력이 급격히 약해지고 조직이 파괴되는 현상이 두드러진다(Shin et al., 1994b). 따라 서 반구대 암각화 기반암의 흡수율 변화를 통해 암석 의 강도와 풍화 정도를 파악하였다.
흡수율 변화를 측정하기 위한 암석 시료는 반구대 암각화의 기반암에서 박락된 암석 20개를 대상으로 하 였다. 시료는 모두 수장암석으로, 상대적으로 신선한 암석 10개와 풍화작용을 받은 암석 10개로 구분하였 다. 육안으로 살펴본 시료의 특성은 Table 3에 정리하 였다.
Figure 5. Water absorption rate and water content rate of rock samples in the vicinity of Bangudae petroglyphs.
반구대 암각화의 대안에서 채취한 암석의 흡수율과 함수율.
최대한 동일한 상태에서 흡수율을 측정하기 위해 반 구대 암각화가 위치한 대곡천의 물로 침수 실험을 진 행하였다. 먼저 시료를 완전히 침수시켜 24시간 경과 한 후의 중량과, 그 후 건조기에서 200℃로 24시간 건 조시킨 중량을 기초로 흡수율을 계산하였다. 총 5회에
걸쳐 침수, 건조 실험을 반복하면서 각각의 중량을 측 정하고, 이를 바탕으로 흡수율을 계산하였다(Table 4).
그리고 침수와 건조의 반복 횟수에 따른 암석의 흡수 율 변화를 살펴보았다(Figure 6).
두 집단 간의 흡수율은 뚜렷하게 구분된다. 신선한 Table 3. Sample characteristics for the absorption rate estimation of Bangudae petroglyphs rock.
반구대 암각화 기반암의 흡수율 측정을 위한 시료의 특성.
Rock characteristics
No Weak weathering rock No Deep weathering rock
1 Fresh rock 11 Developing vertical joints in the edges and dense joints along the bedding
2 Fresh rock 12 Weathered rock that has densely developing joints
3 Fresh rock 13 Deep weathered rock with developing joints along the bedding 4 Fresh rock 14 Deep weathered rock with densely developing joints along the
bedding
5 Fresh rock 15 Developing vertical joints along bedding
6 Fresh rock 16 Developing large joints across center of rock surface
7 Fresh rock 17 Developing horizontal joints
8 Densely developing joints on the 18 Cracks formation along the bedding in rock surface surface that joints have highly
exfoliation risk
9 Developing joints in the edges 19 Low density of joints
10 Fresh rock 20 Less developing joint in the rock
Table 4. absorption rate by periodic immersion and drying of Bangudae petroglyphs rock.
반구대 암각화 암석의 건조와 침수 반복에 따른 흡수율.
Division Water absorption rate(%)
Weak weathering rock Deep weathering rock
No/Frequency 1 2 3 4 5 No/Frequency 1 2 3 4 5
1 1.96 2.17 2.49 2.78 2.99 11 3.22 3.42 3.92 4.34 4.65
2 1.68 2.14 2.38 2.43 2.65 12 3.07 3.75 - - -
3 0.86 1.40 1.65 1.71 1.90 13 1.04 - - - -
4 1.62 2.25 2.66 2.83 3.30 14 2.87 3.50 - - -
5 1.44 2.05 2.55 2.66 3.22 15 3.13 3.41 3.75 3.89 3.95
6 1.49 2.08 2.28 2.35 2.48 16 2.38 2.55 2.65 2.75 2.82
7 1.14 1.21 1.29 1.46 1.48 17 3.00 3.27 3.60 3.76 4.06
8 1.72 2.08 2.46 2.53 2.45 18 3.75 4.11 4.26 4.44 4.72
9 1.24 1.76 1.92 2.02 2.09 19 2.90 3.42 3.53 3.71 3.98
10 1.50 1.93 2.02 2.04 2.06 20 3.86 4.32 4.75 5.15 5.67
암석의 흡수율은 1회 0.86~1.96%, 2회 1.21~2.25%, 3 회 1.29~2.66%, 4회 1.46~2.83%, 5회 1.48~3.30%이 고, 풍화 받은 암석은 1회 1.04~3.86%, 2회 2.55~
4.32%, 3회 2.65~4.75%, 4회 2.75~5.15%, 5회 2.82~
5.67%이다. 건조와 침수 횟수가 증가하면서 신선한 암 석과 풍화 받은 암석의 흡수율은 모두 일정하게 증가 하였고 증가율도 대단히 유사하다. 이는 두 집단 모두 수장암석이기 때문인 것으로 생각된다. 흡수율의 범위 가 넓은 것은 풍화정도에 기인하는 것이고, 8번 시료의 5회 흡수율이 4회 흡수율에 비해 감소한 것은 절리를 따라 암석의 박락이 일어나 중량이 감소하였기 때문이 다.
전체적으로 흡수율이 높지만 풍화 받은 암석이 신선 한 암석보다 흡수율이 더 높다. 이것은 수분에 의한 풍 화작용으로 암석 내 광물이 용해되면서 공극이 증가하 였고, 또한 수분이 원활하게 침투할 수 있는 절리의 분 포 밀도가 높아졌기 때문이다. 특히 절리의 발달이 우 세하였던 12번과 14번은 2회, 13번은 1회 침수와 건조 를 반복한 후 절리를 따라 암석이 파괴되어 더 이상 실
험을 진행할 수 없었다. 암석의 파괴는 계속적인 침수 와 건조의 반복 실험으로 점토광물이 수축과 팽창을 반복하면서 변형되거나, 암석 내 있었던 절리가 확장 되면서 물리적, 화학적 풍화작용이 급속하게 진행되어 짧은 기간에 심각하게 훼손되었음을 의미한다.
3) 반구대 암각화의 수분값 측정
근적외선수분측정기로 반구대 암각화의 수분값을 정확하게 측정하려면 측정기의 검량선에 입력하는 기 초자료인 흡광도와 수분값이 정확해야 한다. 그러나 반구대 암각화는 국보이므로 직접적인 시료 채취는 불 가능하다. 따라서 암각화의 기반암과 동일한 암석 시 료를 20개 수집하여(Table 3, 4), 흡광도와 수분값을 산출하여 기초자료를 작성하였다.
각 시료의 흡광도는 7번 측정하여 최고값과 최저값 을 제외한 나머지 5개 값의 평균으로 구하였다. 수분값 은 먼저 시료의 중량을 측정하고, 건조기에서 200℃로 24시간 동안 건조시켜 얻은 중량으로 함수율 공식(Dry Figure 6. Absorption rate variation by periodic immersion and drying of Bangudae petroglyphs rock.
반구대 암각화 암석의 건조와 침수 반복에 따른 흡수율 변화.
Basis)에 따라 구하였다.
각 시료의 기초자료를 근적외선수분측정기에 입력 하여 검량선을 결정하고, 이를 바탕으로 반구대 암각 화 전면의 수분값을 측정하였다. 이것을 통해 암각화 가 풍화작용을 받아 제거된 곳을 제외한 암각화 전면 에 대한 수분값의 분포를 파악하였다.
Figure 7은 수분값 측정지점을 표시한 것이다. 측정 한 수분값은 반구대 암각화가 조각된 기반암 표층부의 수분함량 비율을 의미한다. 반구대 암각화의 조각 심 도는 최대 4mm이고, 평균 1~2mm이므로(Ulsan metropolitan city, 2003)측정한 수분값은 충분히 의 미있는 것으로 판단된다. 측정은 보다 정밀한 값을 얻 기 위하여 측정기의 측정범위(직경 25mm)를 고려하여 간격과 위치를 결정하였다.
Figure 8은 반구대 암각화 전면의 절리 분포를 나타 낸 것이다. 암벽면에는 여러 방향의 크고 작은 절리가 발달해 있는데 기반암의 층리를 따라서 층리와 평행하 게 동-서 방향으로 절리가 높은 밀도로 분포하고, 층 리방향에 수직인 절리도 확인된다. 층리는 전체적으로
서쪽으로 낮게 경사져 있으며, 주향과 경사는 N80°E, 14°SE이다(Lee, 2003). 층리의 수직방향으로 만들어진 절리가 풍화작용을 받아 절리의 간격이 확장되면서 암 각화 면은 곳에 따라 부서져 박락 현상이 발생하여 암 각화 표면에 깊은 홈이 형성되었다. 특히 하부에는 대 곡천의 침식작용이 더해져 공동이 폭넓게 나타난다.
Figure 9는 반구대 암각화 전면에서 측정한 함수율 의 수분등치선을 공간적으로 나타낸 것이다. 왼쪽(동 쪽)의 암각화 1/4 정도는 강수시에 측정한 것이므로 함 수율이 다른 암벽면에 비해 전체적으로 높으며, 상, 중, 하부 간의 차이가 상대적으로 적다. 가장 함수율이 높은 곳은 오른쪽(서쪽) 하부이다. 수분값의 분포는 층 리 방향과 일치하지 않고 대곡천 수면과 평행하며, 특 히 상부에서 하부로 갈수록 그 값은 증가한다. 그러나 곳에 따라서는 암각화의 상부가 중간 부분보다 함수율 이 상대적으로 더 높다. 함수율은 암각화의 중간부분 이 0.29% 이하이고, 상부는 0.31~0.35%, 그리고 수면 에 가까운 아랫부분은 0.40% 이상이다.
반구대 암각화의 조각과 수분값의 관계에서는 비교 Figure 7. Estimation points for the water content rates of Bangudae petroglyphs (Maintained horizontally according to water level by Sayeon Dam). 반구대 암각화 수분값 측정지점.
Figure 9. Distribution of water content rate of Bangudae petroglyphs. 반구대 암각화의 함수율 분포.
Figure 8. Joint distribution of Bangudae petroglyphs. 암각화 전면의 절리분포.
적 조각의 분포 밀도가 높은 왼쪽(동쪽) 상부면이 수분 값이 높고, 분포 밀도가 낮은 오른쪽(서쪽) 상부 암각 화 면이 낮다. 그러나 암각화 하부에는 그림의 밀도가 낮은데 함수율이 높고, 중앙부는 그림 밀도가 높지만 함수율이 낮게 나온다. 그러므로 암각화에 조각된 그 림의 밀도는 함수율과 상관관계가 미약한 것으로 보이 며, 이들의 상관관계를 논의하기 위해서는 보다 정밀 한 조사가 필요한 것으로 판단된다.
4. 토론
1) 수분값과 암석 풍화와의 관계
암석의 특성에는 중량, 비중, 공극률, 함수율, 흡수 율 등의 기본적인 물리적 성질과 압축강도, 인장강도, 탄성계수 등 강도나 변형에 관한 역학적 성질이 포함
된다. 그리고 다양한 풍화지수가 제시되고 있으며, 이 중에서 WP(Weathering Parker Index)지수와 CIA (Chemical Index of Alteration)지수가 암석의 풍화정 도를 뚜렷하게 나타낸다(Kim et al., 2002; Table 5).
암석의 물리적, 역학적 성질과 풍화지수를 파악하기 위한 실험에는 일정한 암석 시료가 필요하다. 그러나 반구대 암각화 등과 같은 석조문화재에서는 이와 같은 실험을 위한 시료 채취가 대체로 어렵기 때문에 비파 괴 실험에 의하거나 흡수율 등의 물리적 특성을 통해 강도를 유추해내고 있다(Shim et al., 2000).
함수율은 암석 내 포함되어 있는 수분의 비율을 나 타내며, 습윤 또는 건조 정도에 따라 암석의 물리적, 역학적 성질은 상이하다. 즉, 함수율이 높으면 강도가 약하고 풍화를 많이 받았을 가능성이 크다. 그리고 암 각화의 수분값은 물에 잠겨 있는 동안 포화된 상태이 지만 사연댐의 수위 하강으로 인해 대기 중에 노출되 면 암각화의 함수율은 완만하게 감소한다. 그러나 암 석 내 극히 미량의 수분이 존재하는 것만으로도 암석
Table 5. Relationship between absorption rate and characteristics of rock. 흡수율과 암석 특성과의 관계.
Author Song and Hwang(1993) Shin et al.(1998) Shim et al.(2000) Kim et al.(2002) Absorption
condition Increase Decrease Increase Decrease Increase Decrease Increase Decrease Item
Water content rate Increase Decrease - - - - - -
Coefficient of - - - - Increase Decrease - -
permeability
Porosity Increase Decrease - - - - - -
Density Decrease Increase - - - - - -
Elastic wave velocity Decrease Increase - - Decrease Increase Decrease Increase Point Load Strength Decrease Increase Decrease Increase - - - - Unconfined - - Decrease Increase Decrease Increase Decrease Increase compressive strength
Tensile strength - - - - Decrease Increase - -
Modulus of elasticity - - - - Decrease Increase Decrease Increase
WP - - - - - - Decrease Increase
CIA - - - - - - Increase Decrease
LOI - - - - - - Increase Decrease
Weathering Deep Weak Deep Weak Deep Weak Deep Weak
의 물리적, 화학적, 생물학적 풍화작용이 발생하므로, 함수율이 낮아도 암각화의 구성 암석은 풍화가 충분히 진행될 수 있다.
흡수율은 암석이 최대한 함유할 수 있는 수분의 값 으로서, 풍화와 침식과정 중에 조암광물의 용해나 금 속원소의 용탈에 의한 광물의 분해 또는 2차 광물의 재 결정 및 암석 내의 미세균열 등 다양한 요인에 의해 영 향을 받는다. 그러나 일반적으로 흡수율은 시료 내의 공극, 광물 입자간의 경계면이나 벽계면(cleavage), 광 물자체의 미세 균열에 의해 흡수되는 모든 수분의 함 유량이 측정되므로 동일 암석에 대한 풍화도의 지표로 도 널리 활용된다(Kim et al., 2002). 또한 흡수율은 암 석 강도의 영향을 크게 받으므로, 흡수율의 증감변화 를 통해 암석의 다양한 물리적, 역학적 성질들을 유추 해 볼 수 있다. 암석의 물리적 성질 가운데 비중은 흡 수율이 증가하면 감소한다(Song and Hwang, 1993).
비중이 감소한다는 것은 암석 시료가 균질하지 않고 암석의 풍화가 진행되어 암석 내에 광물이 용해되어 빠져나간 빈 공간이 많아져 공극 분포가 높아지고 있 음을 의미하는 것이다. 그리고 흡수율은 일축압축강도 와 관련된다(Joag et al., 1981). 즉, 흡수율이 증가하면 일축압축강도, 압열인장강도, 점하중강도 등 암석의 강도 지수는 감소하며, 흡수율이 감소하면 암석 내 공 극 및 절리의 발달이 미약하므로 암석은 아직 풍화되 지 않고 신선한 것으로 강도 지수는 증가한다. 이들 값 은 건조할 때보다 습윤할 때 더 작아진다(Shin et al., 1998). 이러한 암석의 강도는 풍화에 대한 저항력의 정 도를 나타내며, 암석의 강도가 높을수록 신선한 암석 이 된다. 대체로 신선하고 조직이 치밀한 암석의 경우 흡수율이 1%에도 미치지 못하는 경우가 많고, 풍화가 진행되면 흡수율이 증가하는 경향이 있다(Kim et al., 2002). 풍화정도를 수치상으로 나타내는 풍화지수는 흡수율이 증가하면 WP는 감소하고 CIA는 증가한다.
이처럼 물리적, 역학적 성질 그리고 풍화지수 측정값 은 흡수율과 서로 밀접한 상관관계를 가지고 있다. 그 러므로 반구대 암각화 구성암석의 물리적 성질과 역학 적 성질 그리고 풍화정도는 흡수율을 통해 예측할 수 있다.
반구대 암각화 대안에서 수집한 암석의 흡수율은 비
수장암석에 비해 수장암석이 높다. 또한 반구대 암각 화에서 수집한 암석의 흡수율도 상대적으로 신선한 암 석에 비해 풍화 받은 암석이 더 높다. 암석의 흡수율이 높은 것은 암석내 공극 및 절리의 발달이 탁월하여 수 분의 침투가 수월해졌기 때문이다. 이로 인해 암석의 강도는 약해져 부서지거나 파괴된다. 즉, 반구대 암각 화를 구성하는 암석의 높은 흡수율은 암석이 풍화를 받아 강도가 약해진 것을 의미한다. 또한 실험실에서 진행된 흡수율 변화에서와 같이 반구대 암각화는 절리 의 분포 밀도가 높아지고 공극이 확장되면서 수분값의 증가가 이루어질 것이다. 이것은 침수와 노출이 반복 되면 될수록 암석의 풍화가 진행되고, 이로 인해 암석 의 강도는 약해지는 것을 시사한다.
2) 수분값과 반구대 암각화 풍화와의 관계
수분은 암각화의 절리와 층리 그리고 미세균열을 따 라 침투한 후, 물리적 환경의 변화에 의해 부피가 증가 하면서 암석의 균열을 확장시키는 역할을 한다. 또한 균열이나 절리가 수분과 공기와의 접촉면적을 넓혀 화 학적 풍화작용을 가속화시킨다. 그리고 침수시 수중생 물이 흡착하여 암각화를 약화시키고, 노출 시에는 지 의류와 선태류 등으로 인한 생물학적 풍화작용이 발생 한다. 그리고 암각화 구성광물 중 석영을 제외한 모든 광물은 수분과 반응하여 용해되거나 변질된다. 특히 방해석이 용해되어 빠져나가면 그 자리는 이차광물이 생성되지 않고 빈 공간으로 남아 더 많은 수분을 저장 하여 풍화촉진의 원인을 제공한다(Ulsan metropolitan city, 2003).
Lee and Kim(2004)에 따르면, 자유로운 물의 이동 으로 인해 용해된 원소들이 대부분 용탈되어 점토광물 과 같은 이차광물의 형성이 저해된다고 하였다. 즉, 반 구대 암각화는 침수로 인해 수분의 공급이 용이해지면 서, 암석 내 투수성의 증가와 풍화 반응물로 생성된 2 차광물이 용탈되어 결합력이 이완되면서 조직이 느슨 해져 풍화작용이 가속화되었을 것이다. 그러나 최근 연구에서는 반구대 암각화에서 점토광물인 스멕타이 트(Smectite)가 5.6% 함유된 것이 확인되었다(Jo, 2009). 스멕타이트는 철과 마그네슘, 칼슘, 나트륨 등
의 양이온을 상당량 함유하는 함수규산염 점토광물의 일종으로 층간 팽창성이 크다. 물을 흡수하면 최대 8배 이상 체적이 팽창되는 특징이 있다. 사연댐 수위 상승 으로 인해 침수가 발생하면 점토광물의 팽창으로 주변 에 압력을 가하여 물리적 풍화작용을 일으킬 수 있다 (Jo, 2009).
연중 수개월 정도 물속에 잠겨있는 동안 반구대 암 각화는 암석 내에 공극들이 물로 포화되며, 주기적으 로 공기 중에 노출되면 수분에 의한 풍화작용이 매우 심각하게 진행된다. 육안으로도 주기적으로 침수되는 부분과 항상 공기중에 노출된 부분에서의 풍화정도가 확연히 차이가 나는 것을 관찰할 수 있는데, 상부보다 하부의 훼손정도가 더 심각하다. 암각화의 풍화특성을 조사한 Lee and Kim(2004)에 의하면 침수와 노출을 반복하는 부분은 침수되지 않는 부분에 비해 암각화의 조각이 마모되어 깊이가 얇아지고, 풍화각이 더 두꺼 웠다. 이는 반구대 암각화 하부에서 수분값이 높게 나 타난 본 연구의 결과와 일치한다. 즉, 풍화가 진행될수 록 암석 내 조직의 치밀도가 감소하고 공극이 많아져 수분의 흡수량이 높아지고, 높아진 수분량은 더 많은
광물과 반응을 일으켜 암석을 계속해서 파괴시킨 결과 이다.
3) 반구대 암각화 함수율 분포에 영향을 미친 요인
반구대 암각화 전면의 함수율 분포는 전체적으로 균 일하지 않으며, 상부 및 중간 부분에 비해 하부가 더 높다. 이것은 Ulsan Metropolitan City(2003)에서 실시 한 초음파 및 반동경도 측정결과와 유사한 경향을 보 인다. 이와 같은 특징은 다양한 요인에 의한 것으로 간 주된다. 첫째, 침수된 이후 사연댐 수위 하강에 의해 공기 중에 노출된 기간에 따라 상부는 수분값이 낮고, 하부는 수분값이 높은 것이다. 둘째, 하천에 인접해 있 으므로 암석 표면에서 안쪽으로 깊숙하게 형성된 공동 윗부분에 위치한 암각화 하부는 항상 수증기로 포화되 므로 그 영향을 받을 가능성도 있다. 셋째, 퇴적암에 발달한 층리를 따라 침투한 수분이 하부로 이동하여 암각화 하부에 높은 수분값을 나타낼 수 있다.
Figure 10은 반구대 암각화의 절리와 함수율 등치선 을 중첩한 것이다. 전체적으로 함수율은 상부에서 하
Figure 10. Distribution of joint and water content rate of Bangudae petroglyphs. 반구대 암각화의 절리와 함수율 분포.
부로 갈수록 높아지고 있는데, 절리의 밀도가 높은 상 부 지점에서 수분값이 높은 것으로 나타났다. 절리가 수분의 침투를 원활하게 하므로, 절리의 밀도가 높은 상부의 수분값이 높아진 것이다. 한편 풍화작용으로 틈이 크게 벌어진 절리들은 함수율의 분포와 높은 상 관관계를 보이지 않는다. 이것은 틈이 큰 절리는 수분 을 함유하는데 불리하며 오히려 배수의 기능도 있으므 로 함수율이 낮아질 수 있기 때문이다. 함수율은 수직 절리에 비해 상대적으로 수평 절리의 밀도와 상관관계 가 더 높다. 이것은 사연댐의 수위에 따라 대곡천의 수 면이 수평적으로 이동하면서 수평절리에 직접 수분을 공급하기 때문일 것이다.
암각화 동쪽은 절리 분포 밀도가 높지 않지만 수분 값은 상, 중, 하부 간의 구분없이 전체적으로 모두 높 다. 이것은 강우시 측정한 함수율이 반영된 것으로 빗 방울이 직접 암각화 표면에 도달하지 못하였으나, 대 기가 수증기로 포화되어 암각화 전면에 흡착되었기 때 문인 것으로 추정된다. 이렇게 볼 때 공기중에 포함된 수증기 양은 암각화 전면에 전체적으로 영향을 미치는 것으로 생각된다. 따라서 사연댐으로부터 대기로 공급 되는 수증기가 풍화작용에 미치는 영향을 보다 상세하 게 검토하여야 한다. 아울러 절리 밀도가 높은 곳은 함 수율이 오랫동안 높게 유지되지만, 암각화 함수율에 가장 크게 영향을 미친 것은 침수되는 기간인 것으로 생각된다.
5. 요약 및 결론
국보 제285호로 지정되어 있는 세계적인 문화유산 인 반구대 암각화는 사연댐 건설 이후 매년 수개월 동 안 물속에 잠겨있다. 따라서 암석 내에 공극들은 물로 포화되고, 주기적으로 공기 중에 노출되므로 수분에 의한 풍화작용이 매우 심각하게 진행되고 있다. 이러 한 석조문화재를 훼손하지 않고 풍화정도 및 암석학적 특성을 파악하기 위한 비파괴적 측정기법의 하나로 수 분값을 측정하는 방법이 유용하였다.
반구대 암각화 대안에서 채취한 암석의 함수율은 비
수장암석 0.08~0.37%이고, 수장암석 0.20~0.49%의 범위에 있으며, 평균값은 0.25%와 0.31%이다. 침수와 노출을 반복하면 암석의 공극율은 높아지므로 함수율 이 증가한다. 수분은 암석 내 극히 미량이 존재하더라 도 물리적, 화학적, 생물학적 풍화작용을 발생시켜 암 석의 파괴를 촉진한다.
반구대 암각화 대안에서 채취한 암석의 흡수율은 비 수장암석 1.50~4.30%이고, 수장암석 4.83~7.31%의 범위에 있으며, 평균값은 2.91%와 5.79%이다. 암석이 비교적 신선하고 절리 밀도가 낮은 비수장암석은 흡수 율이 낮은 반면, 절리 밀도가 높고 풍화가 심한 수장암 석은 높았다. 흡수율이 가장 높은 시료는 낮은 시료에 비해 5배 이상 높았다.
반구대 암각화에서 수집한 암석의 흡수율은 상대적 으로 신선한 암석에 비해 풍화 작용을 받은 암석이 높 았다. 이것은 수분에 의한 풍화작용을 받아 광물이 용 해되고 공극이 확장되었고, 또한 수분이 원활하게 침 투할 수 있는 절리의 분포 밀도가 높아졌기 때문이다.
그리고 침수와 건조를 반복할수록 암석의 흡수율이 증 가하듯이 사연댐의 수위에 따라 침수와 노출을 반복하 는 반구대 암각화는 풍화가 더욱 진전되어 암각화의 파괴가 발생한다.
반구대 암각화의 함수율 분포는 암각화에 조각된 그 림의 밀도와는 상관관계가 미약하고, 침수기간의 차이 로 더 잘 설명된다. 수분등치선도에서 전체적으로 함 수율이 상부에서 하부로 갈수록 높아지고 있지만 절리 의 분포 밀도가 높은 상부 지점은 오히려 수분값이 높 았다. 이는 절리가 수분의 침투를 원활하게 하므로, 절 리의 분포 밀도가 높은 곳에 수분값이 높게 측정되었 기 때문이다. 상부에서 하부로 갈수록 수분값이 증가 하는 현상은 하천에 인접한 하부에서 수분의 침투 압 력이 높기 때문이다. 따라서 반구대 암각화의 주기적 인 침수와 노출은 현재 반구대 암각화가 심각한 풍화 상태에 있음을 반증하는 것이다.
대기에 포함된 수증기도 암각화 전면에 흡착되므로 사연댐으로부터 공급되는 수증기에 의한 풍화 가능성 도 검토되어야 한다.
주
1) 물 분자는 근적외선 영역 중에서 1.20, 1.45, 1.94, 2.94㎛의 4곳 파장 band에서 흡수가 일어난다. sample에 빛을 비추 면 대상의 수분 함유량에 따라 빛의 흡수정도(흡광도)가 변 하는데, 수분 함유량이 흡광도에 의해 결정되기 때문이다.
그러나 흡광도를 이용한 측정은 sample의 표면조도, 크기, 색상 등의 저해요소가 있어 불안정하고 부정확한 결과를 초 래할 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 근적외선수분 측정기는 물 분자에 쉽게 영향을 미치지 않는 근접의 근적외 선(참조파장)을 사용한다. 즉, 흡수파장과 참조파장을 sample에 비추어 두 파장 사이의 energy를 비교하여 차이 로 수분 수치를 측정한다.
2) 검량선(calibration curve)은 분석하려는 수분값과 근적외선 수분측정기로 측정한 흡광도 와의 관계 그래프이다. 검량선 의 신뢰도는 일반적으로 관계를 가지고 있는 두 값의 설명력 계수(R2)로 판단하며, 1에 가까울수록 그 관계를 신뢰할 수 있다.
3) T-검증은 두 표본평균간의 차이를 기초로 하여 두 집단 평균 간의 차이를 검증하는 데 사용된다. T-검증은 독립표본 T-검 증과 대응표본 T-검증이 있다. 독립표본 T-검증은 두 집단의 평균의 차이를 검증할 때 사용하는 검증법이고, 대응표본 T- 검증은 동일표본에서 측정된 두 변수 값의 평균차이를 검증 하기 위하여 사용하는 방법이다.
4) 유의확률(p-value)은 P값으로, 검증통계량이 가설을 지지하 는 정도이다. 이 해석에 의하면 유의확률이 작을수록 관찰된 데이타가 가설을 지지하는 정도가 약해지므로 가설을 기각 하게 된다. 즉, 유의수준 0.05(신뢰도 95%)와 비교를 하여, P 값이 0.05보다 작으면 유의한 차이가 있다라는 가설을 채택 하고, 0.05보다 크면 유의한 차이가 없다라는 가설을 채택하 는 것이다.
참고문헌
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최초투고일 2010. 4. 5 수정일 2010. 4. 22 최종접수일 2010. 6. 16
