IEG 환경지질연구정보센터

‡Corresponding author: +82-51-629-6633, E-mail: ysk7909@pknu.ac.kr

균열분석을 통한 석가탑의 물리적 훼손원인에 대한 예비연구

이민정․김영석^‡

부경대학교 지구환경과학과

요 약

최근 우리나라에서는 제주도의 지질과 경주시 일대의 신라시대 유적지 등이 유네스코 세계유산으로 등재되 는 것을 계기로 자연 및 문화유산에 대한 많은 관심이 고조되면서, 이들과 관련된 지질학적 연구가 꾸준히 진행 되고 있다. 특히, 경주지역의 경우 유구한 역사와 함께 불국사와 첨성대를 비롯한 많은 석조문화재가 현존하고 있어 이들 석조문화재의 화학적 풍화에 대한 지질학적 보존방법, 그리고 고지진과의 연관성 등을 주제로 한 연 구가 수행된 바 있다. 그러나 석조문화재에서 발생하고 있는 균열을 비롯한 물리적 손상과 파괴의 원인에 대해 고찰하는 연구는 상대적으로 미흡한 실정이라고 할 수 있다. 최근 경주 불국사 삼층석탑(이하 석가탑)의 동측 상층기단 갑석부에 길이 1,320 mm, 폭 5 mm의 균열이 발견되면서 석탑의 안정성에 대한 문제가 제기되었으 나, 현재까지 균열의 정확한 원인은 파악되지 않은 상태이다. 따라서 이번 연구에서는 석가탑에서 관찰되는 균 열의 발달특성을 분석하여 석가탑의 안정성과 균열 원인에 대해 고찰하고자 하였다. 균열분석 결과 석가탑에서 나타나는 균열은 단순한 인공적 외력에 의한 인장균열이나 깨짐 현상이 아닌 인장 및 전단운동의 특성을 보이 는 것을 인지할 수 있으며, 이는 손상 및 파괴원인이 단순한 인위적 파괴 또는 화학적․물리적 풍화작용이 아닌 탑신의 하중, 지반침하나 부등침하 또는 지진동과 같은 자연적인 힘에 의한 것임을 지시한다. 특히, 탑신에서 발견되는 균열들을 면밀히 분석한 결과 균열이 탑의 중심축으로부터 양쪽으로 전단변위를 보이고 있어, 이들의 파괴가 탑의 하중과 지반의 불안정에 기원한 상하 압축력에 의한 것으로 해석되고 있다. 이러한 인공구조물의 균열에서 관찰되는 인장, 전단 및 2차 균열은 구조물들에서의 균열발달 원인과 진화를 밝히는 유용한 정보로 쓰일 수 있다.

주요어: 석가탑, 석조문화재, 균열분석, 경주, 부등침하, 균열

Minjung Lee and Young-Seog Kim, 2012, Preliminary crack study on physical damages of the three-story stone pagoda (Seokgatap) in Bulguksa temple, Gyeongju. Journal of the Geological Society of Korea. v. 48, no.

1, p. 69-78

ABSTRACT: Since Jeju island and Gyeongju historic areas were included in UNESCO’s Memory of the World

Key words: Three-stroy stone pagoda in Bulguksa temple (Seokgatap), Stone monuments, Crack analysis, Gyeongju,

(Minjung Lee and Young-Seog Kim, Department of Earth Environmental Sciences, Environmental and Marine Sciences

and Technology, Pukyong National University, Busan 608-737, Korea)

1. 서 론

연구지역인 경주지역은 신라시대의 수도로 약 천 년 동안 불교문화가 번성한 곳으로 많은 유형 문화재 들을 보존하고 있다. 특히, 찬란했던 문화와 석재로 적 합한 화강암이 널리 분포하고 있는 특성으로 인하여 다양한 석조문화재가 곳곳에 산재하고 있다. 경주지 역의 석조문화재를 대상으로 지금까지 수행되었던 지 질학적인 연구들에는 주로 문화재의 보존을 위한 보 존과학적인 연구와 석재의 원산지를 추정하기 위한 연 구가 대부분이였다(좌용주 외, 2000, 2006; 이찬희 외, 2001, 2003; 이정은, 2005; 양희제 외, 2006). 석조문화재 는 그 특성상 물리적, 화학적, 생물학적 및 기계적 원 인 등에 의해 단독 혹은 복합적으로 다양한 형태를 띠 며 손상이 발생하는 특징을 나타낸다(김수진, 2003).

대부분의 석조문화재는 야외에 노출되어 있으므 로 황사와 산성비 및 바람과 태풍 등의 영향으로 석 조문화재의 표면에 균열 및 박리현상이 발생하거나 입자의 박락작용에 의하여 부식 및 훼손이 가속화되 고 있기 때문에, 문화재의 훼손을 막고 훼손된 부위 를 수리 복원하기 위해 보존처리에 관한 연구가 활 발하게 이루어지고 있다(이상헌, 1998; 이찬희 외, 2001;

이찬희와 이명성, 2005; 정종현 외, 2007; 도진영 외, 2009). 또한, 이러한 석조문화재를 보존하는 측면에 서 석조문화재의 석재 중 일부를 새로운 석재로 대 체해야 하는 경우가 생기게 되는데, 이때는 원래 건 축되었을 당시 석재를 사용하기 때문에 석조문화재 를 구성하는 석재의 종류와 원산지를 정확히 추적하 기 위하여 지질학적 연구방법이 활용되기도 한다(좌 용주 외, 2000, 2006; 이찬희 외, 2004, 2005; 김영택 외, 2005; 양희제 외, 2006).

이와 같이 풍화나 침식에 의해 문화재 손상이 다 양하게 진행되고 있지만 실질적으로 이외에도 많은 문화재들이 물리적 파괴에 의해 훼손되고 있다. 특 히, 석가탑, 첨성대 및 석빙고 등에 나타나는 균열이 나 부재(部材)간의 벌어짐현상은 풍화로 인한 균열 및 박리현상뿐만 아니라 지진 또는 연약지반이나 하 중으로 인한 침하현상으로 발생할 수 있다. 언급한 하중이나 지반침하로 인한 구조물의 균열은 구조물 이 골고루 힘을 분배할 만큼 완벽하게 만들어지기는 어렵기 때문에 하중이 더 많이 작용하는 곳에는 더 많은 순수전단(pure shear)을 일으키게 되므로, 이

러한 응력의 차이가 결국은 단순전단(simple shear)을 유발하게 되는 경우이다(김영석과 김정환, 2002). 하 지만 이러한 관점에서 문화재 현황에 대한 분석이나 연구는 거의 전무한 실정이다. 따라서 석조문화재 그 자체의 암석학적 연구나 보존과학적 연구도 매우 중요하지만 물리적 파괴현상을 분석하여 그 원인을 고찰하는 연구도 문화재의 보존차원에서 활발히 수 행되어야 할 것이다.

지반의 침하로 인한 문화재 파괴현상은 석조건축 물에서 주로 관찰할 수 있는데, 그 대표적인 예가 피 사의 사탑이다. 피사의 사탑은 연약 충적층 위에 세 워져 남쪽과 북쪽에서 서로 다른 침하량을 나타내고 있기 때문에 현재에도 기울어진 채로 남아있다(송병 무, 1979). 국내에서는 괴산미륵리석불입상 주실 석 축이 지반침하로 인하여 기울어짐 현상이 나타나고 부재간의 벌어짐 현상이 관찰되는 것으로 보고되었 다(최장락, 2007).

하지만 피사의 사탑과 괴산미륵리석불입상 주실 석축 외에도 석가탑에서 발견되는 균열, 부재간의 벌어짐 현상 또는 기울어짐 현상은 풍화나 화학적 훼손이 아닌 지진과 같은 자연적인 힘이나 구조적 안정성에서 야기한 물리적 훼손으로 나타나는 현상 일 가능성이 있어 그 원인을 분석하고자 하였다. 따 라서 이번 연구에서는 경주 석가탑에서 나타나는 균 열구조를 면밀히 관찰하고, 이들 균열들에 대해 정 밀분석을 실시하였다. 이러한 새로운 접근은 석조문 화재의 훼손에 대한 물리적 파괴현상을 분석하여 훼 손원인 및 주변환경에 따른 영향을 파악하여 석조문 화재의 구조적 안정을 위한 적절한 보존방법을 제시 하는데 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다.

2. 현황 및 연구방법

2.1 석가탑(불국사) 주변의 지질

연구지역인 불국사는 경주 동남방 약 12 km 거 리의 토함산(해발 745 m) 서쪽 기슭에 위치하며, 행 정구역은 경상북도 경주시 진현동 15-1번지이다. 토 함산은 경상분지에 포함되며, 토함산의 주 구성암체 는 화강암질 암체로 각섬석 흑운모 화강섬록암이라 불린다. 경주지역의 화강암질 암체는 제3기 화강암 체로 각섬석 흑운모 화강섬록암, 흑운모 화강암, 알 칼리 화강암으로 구성되어 있으며, 그 중 알칼리 화

Fig. 1. Geological map around Bulguksa in Gyeongju (modified from Seo, 2002).

강암은 신생대 에오신에 관입한 이 지역 최후기 암 체이다(Lee et al., 1995). 토함산의 화강섬록암체는 기반암인 백악기 퇴적암류를 관입하고 제 3기 화산 암 및 퇴적암류에 피복되어 있으며, 대규모 구조선 인 울산단층이 북서-남동 방향으로 이 암체를 관통 하고 있다(서만철, 2002; 그림 1). 불국사는 불교문화 가 가장 번성했던 통일신라시대에 조성된 우리나라 의 대표적인 불교 건축물로 8개의 국보와 하나의 보 물을 갖고 있다(황상일, 2007). 좌용주 외(2000)는 전 암 대자율을 측정하여 다보탑과 석가탑의 부재는 거 의 동일하며 암석학적으로는 남산화강암과 유사하 다고 주장하였다. 석가탑은 중립질의 화강암으로 이 루어져 있으며 다짐토 위에 세워져 있다(서만철, 2002).

2.2 문화재 현황

이번 연구대상인 석가탑은 높이가 8.2 m에 달하 고, 화강암으로 이루어져 있으며, 불국사가 창건되 었을 751년에 함께 조성된 것으로 추정되며, 2단의 기단(基壇) 위에 3층의 탑신(塔身)을 세운 석탑이다 (문화재청, 2011; 그림 2). 1966년 발견된 묵서지편 의 기록을 살펴보면 11세기 지진으로 인해 탑의 안 정성에 심각한 영향을 받아 중수한 것으로 기록되어 있으며, 또한 이후 일제강점기에도 석가탑이 보수된

기록이 남아 있다. 그런데, 1966년 9월 6일에 도굴꾼 에 의한 것으로 추정되는 훼손이 발견되었는데, 탑 의 1층 옥개가 4.5 cm, 2층 탑신은 3 cm 남쪽으로 밀 려 나갔으며, 3층 옥개석은 북쪽으로 4 cm나 밀려 나간 것이 확인되었다(1966년 9월 15일자 경향신문 참조). 이를 수습하는 과정에서 3층과 2층의 옥개석 을 해체보수 하였다(국립문화재연구소, 2001). 또한 1970년에서 1973년 동안 탑의 보존관리를 위한 표 면세척 및 손실부재 부분보충 작업이 이루어졌고, 최근에는 정밀 안전진단이 주기적으로 이루어지고 있다. 또한 지구물리학적인 방법을 이용한 석가탑과 다보탑의 지층상태와 지반상태를 파악한 연구도 실 시되었다(서만철, 2002). 그러나 본질적으로 석가탑 의 균열발달과 진화에 영향을 미치는 1차적인 원인 규명에 대한 연구 및 조사내용은 확인할 수 없었으 며, 따라서 이번 연구에서는 야외조사 및 실내분석 을 바탕으로 석가탑에 나타나는 균열구조를 면밀히 관찰하고, 파괴원인을 추정하기 위하여 이들 균열들 에 대한 정밀 분석을 실시하였다.

2.3 연구방법

석가탑에 나타나는 균열의 원인을 파악하고 발 달요인을 알아보기 위하여 먼저 정밀스케치 작업을

Fig. 2. Names of rock blocks of Seokgatap (after Park et al., 2001).

실시하였다. 이에 앞서 기재내용에 대한 이해를 돕 기 위해 석가탑의 세부명칭을 나타내었다(그림 2).

탑의 4면을 방위에 따라 각각 N, E, S, W 로 나누고 각 면을 다시 기단부(1), 일층탑신부(2), 이층탑신부 (3), 삼층탑신부(4)로 나누어 표시를 하였다(그림 3).

각 면에 대한 자세한 기재를 위하여 스케치 작업을 실시하였으며, 우수향 전단변위(dextral shear), 좌 수향 전단변위(sinistral shear), 수평이동으로 인한 벌어짐(horizontal shift), 침하(block subsidence), 박리(exfoliation), 모서리파괴(bronken dipping cor- ner)와 단열(fracture) 등 석가탑 표면에서 관찰되는 다양한 특징들을 기호화하여 알아보기 쉽도록 표시 하였다(그림 3). 이들을 토대로 하여 탑에 나타나는 균열들에 대한 정밀분석과 해석을 실시하였다.

3. 연구결과

먼저 석가탑에 나타나는 균열의 원인을 파악하

고 발달요인을 알아보기 위해 정밀 스케치작업을 실 시하였다. 석가탑의 각 단면에 대해 층별로 정밀기 재를 실시하였고, 이를 바탕으로 균열의 정밀분석을 시도하였다(그림 4). 분석 방법에 언급되는 기본적인 용어 설명을 위해 단순전단(simple shear)이 발생하는 조건에서 일반적으로 일어나는 2차적인 단열구조들 의 용어를 사용하였다. 이러한 용어들은 주향이동 단층에서 일반적으로 사용되어 왔으나(Tchalenko and Ambraseys, 1970; Bartlett et al., 1981; Christie-Blick and Biddle, 1985), 다른 성격의 단층에서도 유사하 게 발견되고 있으며, 최근에는 비암석 매체에 발생 하는 지질현상에도 이를 적용하고 있다(e.g. 김영석 과 김정환, 2002).

탑의 동쪽 면에서는 하대중석 중 가운데 부재의 뒤틀림 현상을 관찰할 수 있었으며, 상대중석에서는 박리현상이 일어나고 있었다. 상대갑석에서는 뚜렷 한 균열이 발달하고 있었으며, 상대갑석의 중심부 부재들이 침하하여 생긴 상대중석의 균열도 관찰할

Fig. 3. Brief index map of each section on the SW part (a) and the NE part of Seokgatap (b).

수 있었다.

북쪽 면에서는 하대중석의 중심부재가 양 옆의 부재들과 비교해 보았을 때 뚜렷하게 뒤틀려 동쪽 아래로 기울어져 있는 것이 관찰되었으며, 이로 인 해 부재의 반대편 서쪽 상부의 모서리파괴현상이 관 찰되고, 하대갑석의 부재들이 좌수향의 전단감각을 보이며 어긋나 동쪽 편에 위치한 부재가 상대적으로 튀어 나와 있다. 또한 상대갑석은 아래 기단부 중심 을 향해 침하하여 역 V자 형태의 틈이 생겨 있다. 그 리고 상대중석에 발달한 균열을 따라 변색 현상도 관찰된다.

서쪽 면에서는 기단부 아래의 하대갑석의 균열 로 인하여 부재들 간에 좌수향의 전단감각을 보이며 어긋나 있는 것이 관찰되었으며, 상대갑석의 중심이 아래로 침하되어 있는 현상도 확인할 수 있었다. 기 단부에서 관찰되는 균열들은 정단층성의 운동감각 을 가진 것들이 우세하게 관찰되었다.

남쪽 면에서는 기단부 하부 하대갑석의 부재들 에 수평이동으로 인해 약 4 cm 간격의 틈이 발달되 어 있다. 하층기단 갑석의 오른쪽 부재에 발달한 균 열로 인해 우수향성의 수평이동이 인지되며, 이층

탑신부 내에 발달한 균열들이 우수향의 전단감각을 가지며 발달해 있는 것도 확인 할 수 있다. 하지만 이 균열은 1966년 보수공사 당시 이층 탑신부를 떨어뜨 려 생긴 균열이라고 알려져 있다(국립문화재연구소, 2001). 또한 풍화와 부재들 간의 마찰로 인하여 뚜렷 한 박리현상이 나타난다.

서쪽 면과 북쪽 면의 파괴가 다른 면들에 비해 상 대적으로 더 심하며, 이 면들에서 나타나는 균열의 운동감각을 고려해 보았을 때, 정단층성의 전단감각 을 가지며 전체적으로 탑이 북서쪽으로 약간 기울어 진 형태가 나타난다. 실제로 현재 탑은 북서쪽으로 약 0.9° 정도 기울어진 것으로 확인된다(문화재청과 한국문화재보존과학회, 2001).

또한 전체적으로 기단 위 상대갑석에서 역 V자 형태의 벌어짐 현상이 많이 관찰되었다. 이는 탑의 전체적인 하중이 중심 부분으로 작용하여 상하 압축 성 파괴를 유도하고 있는데, 이는 지반 또는 탑신 중 심부의 침하나 지대석 아래의 지반안정이 확보되지 못하여 나타나는 현상으로 해석된다. 이는 문화재청 과 한국문화재보존과학회(2001)에서 보고한 탑의 중심부 약 3 cm 침하와 잘 일치하는 해석이다. 또한

Fig. 4. Detailed sketches of the Seokgatap. Each column indicates different surface, and each section indicates different step.

서만철(2002)은 석가탑에 대한 지구물리탐사를 실 시하여 석가탑의 지반상태는 탑의 하중을 지지하기 에 충분치 않은 것으로 해석하였으며, 침하현상이 발생할 시 부등침하에 의하여 탑의 구조에 변형이 발생한 것으로 판단하였다. 또한, 석탑의 북서쪽 부 분이 주변지역보다 저속도대/저비저항값 지역으로 나타나는 것을 확인하였다. 이러한 연구들은 공통적 으로 석탑의 북서쪽 부분이 연약한 지반으로 조사된 것과 전체적인 탑의 형태가 북서쪽으로 기울어진 것 이 잘 일치함을 보여준다. 따라서 이러한 연구결과 들을 바탕으로 한 석가탑 내 균열발달에 대한 간단 한 모식도를 제시하였다(그림 5).

이 모식도를 보면 상대적으로 이층과 삼층 탑신 부에 비해 하중의 영향을 크게 받는 기단부의 균열 빈도가 뚜렷하게 많이 발달하고 있음을 보여준다.

균열의 원인이 제시한 모식도와 같은 상하 압축성 응력에 의한 공액 정단층성 파괴인지를 확인하기 위 해 상대중석에서 관찰되는 균열의 자세들을 분석하 였다. 그러나 이 분석은 문화재보존을 위하여 석가 탑에 대한 직접측정이 허가되지 않아서 사진을 통해 실내에서 균열의 위경사를 간접적으로 측정하였다

(그림 6). 그 결과 60°내외의 균열이 가장 많은 비중 을 차지하고 있는 것을 확인 할 수 있었으며, 이는 Anderson (1951)이 제시한 단층모델에서 정단층들 이 보이는 경사각과 가장 근접함을 알 수 있다. 현재 상시계측기가 석가탑에 설치되어 운용 중이므로 이 러한 연구결과와 함께 균열에 대한 계속적인 관측 및 분석을 수행한다면 탑의 보존을 위한 방안을 도 출하는데 도움이 될 것으로 판단된다.

4. 토 의

4.1 훼손원인 고찰

본 연구에서는 경주의 대표적인 석조문화재인 석가탑에서 관찰되는 균열에 대해 정밀분석을 수행 함으로써 파괴가 일어나는 원인에 대해 검토해 보고 자 하였다. 이전 연구자들의 보고와 현재의 상태를 고려해 보았을 때, 석가탑은 인위적인 힘이나 어떤 순간적인 힘에 의해 파괴되기 보다는 어떤 지속적인 힘에 의해 현재도 파괴가 진행 중인 것으로 해석된 다. 특히, 이 탑의 근대적인 보수가 1905년 이루어진 이후 경주지역에서는 이 탑의 파괴를 가져올 만한

Fig. 5. Schematic damage model of Seokgatap. This model shows the pagoda is tilted to the northwest by loading or ground subsidence.

큰 지진이 없었기 때문에(Jin et al., 2011), 이전의 역 사기록에 보고된 지진에 의한 탑의 파괴와 같은 피 해로 보기는 매우 어렵다. 그러나 건축물의 파괴를 유발하는 요인은 매우 다양하기 때문에 현재까지의 연구결과로 파괴원인을 정확하게 추정하기는 매우 어렵다. 그러나 전체적인 탑의 상태, 지진기록 그리 고 균열분석 결과를 종합해 볼 때, 가장 유력한 원인 으로 고려될 수 있는 것은 매우 정밀하게 만들어진 것으로 알려진 석가탑을 해체보수 하는 과정에서 건 축 당시 고려되었던 여러 건축학적, 암석역학적인 조건들을 제대로 고려하지 못하고 급하게 보수를 추 진하였기 때문으로 판단된다. 특히, 탑신의 하중과 기단 및 지반 사이의 역학적 조건들을 고려하여 지 반을 적절히 고르지 못하였거나, 탑의 구조적 특성 을 제대로 고려하지 못한 해체보수로 인한 탑의 역 학적 불안정성과 지반침하가 원인일 가능성이 높은 것으로 해석된다. 이러한 판단은 서만철(2002)이 보 고한 탑의 지반상태와 현황에 대한 내용과도 일맥상 통하는 부분이 있다.

앞으로 시기별로 측정된 사진의 비교작업을 통

해 균열의 3차원적인 운동학적 분석(e.g. 김영석과 김정환, 2002)을 좀 더 자세히 실시한다면, 이러한 석조문화재들의 파괴원인을 규명하고 추가적인 파 괴의 진행을 막을 수 있으며, 적절한 보존방안을 찾 을 수 있을 것으로 판단된다. 따라서 추후 LiDAR 및 3D 스캔 등을 이용한(e.g. Hinzen et al., 2011) 정밀 조사를 통해 다양한 파괴요인들을 고려한다면 효과 적인 보존 또는 보수 방안을 도출해낼 수 있을 것으 로 판단된다.

4.2 적용 분야

경주지역에는 석가탑 이외에도 첨성대나 석빙고 와 같은 석조문화재가 많이 분포하고 있다. 현재 이 문화재들에서도 뒤틀림, 균열 그리고 박리와 같은 물리적 파괴현상을 많이 관찰할 수 있다. 하지만 이 러한 파괴의 발생원인이나 균열의 성장요인에 대한 정밀한 조사가 이루어지지 않고 있는 실정이다. 따 라서 이들 문화재에 발달한 균열의 정밀분석 및 모 델링과 같은 연구가 더 이루어진다면 석조문화재의 물리적 파괴현상에 대한 메커니즘을 제시하여 향후

Fig. 6. Apparent dips of cracks developed on the pagoda. This graph shows that the dip angles of most cracks are around 65° indicating normal faulting.

문화재 보존에 많은 도움이 될 것으로 판단된다.

각 문화재마다 건축양식과 구조가 다르기 때문 에 물리적 파괴를 제어하는 요인들도 각기 달라서 이들 요인들을 분류하고 파악하는 것이 가장 중요하 다고 할 수 있다. 특히, 7세기에 만들어진 것으로 추 정되는 첨성대는 현재 북쪽으로 약 4° 정도 기울어 져 있고, 석재들이 수평 방향으로 움직여 어긋나 있 는 것을 확인할 수 있다. 이러한 불안정의 원인으로 지반침하와 지진동 등을 고려할 수 있는데, 보다 정 밀한 원인규명을 위해서는 석가탑에서 사용한 균열 분석과 같은 원리를 보다 정밀한 새로운 기법들을 활용하여 적용한다면 이러한 문화재의 파괴특성이 나 원인을 밝혀내는데 도움이 될 것으로 판단된다.

최근에는 지진이 자주 발생하는 지역을 중심으로 파괴된 문화재를(e.g. Ambraseys, 1973, 2006; Caputo and Helly, 2005; Decker et al., 2006; Marco, 2008) 이용하여 문화재의 파괴원인 해석뿐만 아니라 지진 의 특성을 이해하려는 연구들이 활발하게 수행되고 있다(진광민 외, 2009; Jin et al., 2011). 이러한 고고 지진학(archaeoseismology)은 지질학적으로 볼 때 상대적으로 짧은 시기의 과거 지진에 의해 피해를 입은 문화재들을 연구하여 그 지역의 고지진학적 특

성을 이해하는 학문이다. 이는 역사문헌이나 문화재 를 통하여 이 문화재들이 만들어진 시기를 아는 경우 이후에 발생한 지진과 같은 자연재해에 의한 피해를 통해 지진의 규모나 특성 등을 알 수 있기 때문에 매유 유용할 수 있다(e.g. Ambraseys, 1973; Karcz et al., 1977; Karcz and Kafri, 1978). 이러한 방법을 역으 로 이용하면 문화재의 파괴가 지진과 연관된 것인지 아니면 다른 원인에 의해 발생한 것인지에 대한 판 단이 가능하며, 지진에 의한 파괴가 아닌 경우에는 다른 지질학적, 건축학적, 정치적 또는 문화적 요인 을 찾을 수 있을 것이다. 따라서 이러한 문화재의 물 리적 파괴에 대한 연구는 문화재의 파괴원인을 분석 하고 적절한 보존방안을 제시하는데 유용하게 활용 될 수 있을 뿐만 아니라, 과거 지진과의 연관성을 규 명하는 데에도 유용하게 활용될 수 있다.

5. 결 론

본 연구에서는 경주의 대표적인 석조문화재인 석 가탑에서 관찰되는 균열에 대해 정밀분석을 수행함 으로써 파괴가 일어나는 원인에 대해 알아보고자 하 였다. 이전의 보고와 현재의 상태를 고려해 보았을

때 석가탑은 순간적인 힘에 의해 파괴된 것이 아니 라 지속적인 힘에 의해 현재도 파괴가 진행 중인 것 으로 판단된다. 파괴를 유발하는 요인은 다양하기 때문에 비록 현재까지의 연구결과로 파괴원인을 정 확하게 결론짓기는 어렵지만 전체적인 탑의 상태와 균열분석 결과를 종합해 보았을 때, 가장 유력한 원 인은 해체보수 시에 발생한 탑의 구조적, 역학적 불 안정성 또는 지반의 불안정성에 의해 탑신의 하중이 고르게 분산되지 못하였거나 차별적인 지반침하에 기인한 것으로 판단된다.

이러한 방법을 이용하여 문화재에 발달하는 균열 의 정밀분석을 실시하고 3차원적 해석을 시도한다 면 다양한 파괴양상을 보이는 석조문화재들에 대한 원인규명을 통하여 적절한 보존방안을 찾고 추가적 인 파괴를 막을 수 있을 것으로 판단된다. 따라서 추 후 정밀조사와 다양한 요인들을 고려하여 적절한 보 존방안을 수립해야 할 것으로 사료된다. 경주지역에 는 석가탑 이외에도 많은 석조문화재가 분포하고 있 는데, 이 문화재들에서도 유사한 파괴현상들이 관찰 되고 있다. 따라서 이들 문화재에 대한 정밀분석과 적절한 해석을 도출해낸다면 석조문화재의 물리적 파괴현상에 대한 메커니즘을 이해하고 적절한 보존 방안을 찾는데 도움이 될 것이라 사료된다.

사 사

이 연구는 기상청 기상지진기술개발사업(CATER 2008-5502)의 지원으로 수행되었다. 이 연구를 위하 여 야외조사와 실내작업에 많은 도움을 주신 부경대 학교 지질구조재해연구실 가족들에게 감사드린다.

또한 논문을 꼼꼼하게 검토하고 오류와 문제점을 지 적하여 이 논문이 더욱 개선될 수 있도록 도와주신 익명의 두 분 심사위원님들과 편집위원님께도 진심 으로 감사드린다.

참고문헌

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투 고 일 : 2011년 12월 8일 심 사 일 : 2011년 12월 14일 심사완료일 : 2012년 1월 30일