1. 서 론
닻돌이란 닻 역할을 하는 돌 자체 또는 닻의 부속품으로 쓰이는 돌이다(National Research Institute of Maritime Cultural Heritage (NRIMCH), 2023). 서해중부해역에서 발견된 닻돌은 태안군 대섬을 비롯하여 마도, 꽃섬, 당암포, 옹진군 섬업벌까지 총 154점이 인양되었다. 이중 마도해역에서 발견된 닻돌은 141점으로 약 91% 육박할 정도로 많은 비중을 차지하고 있으며 트렌치 시굴조사 구역 약 300 x 150 m에서 집중적으로 발견되었는데(Figure 1), 이는 당대 선박들의 정박지임을 추정할 수 있다(NRIMCH, 2017).
서해중부해역 출수 닻돌의 대부분 형태는 크기나 모양이 정형화되지 않은 자연석 형태이며 일반적으로 닻돌 표면 양쪽에 홈이 있는 판형(板形)이 특징이다(Figure 2). 발굴 조사 시 닻돌 단독으로 발견되는 것이 일반적이었으나, 이례적으로 2011, 2014년 마도해역 시굴조사에서 목제 닻이 동반된 닻돌 7점이 발견되었다. 이 중 2점은 초본류도 함께 발견되었다. 7점을 크게 분류하면 닻돌에 홈의 유무로 분류할 수 있다. 홈이 없는 닻돌의 경우 목제 닻의 홈에 닻돌을 끼울 수 형태였으며(Figure 3) 크기와 무게가 비슷한 소형 닻돌 한 쌍이 목제 닻과 나란히 매몰된 채 확인되었다(Figure 4). 홈이 있는 닻돌은 앞서 언급한 자연석 형태에 판형 모양이다.
기존의 닻돌 연구는 닻돌의 형태와 무게에 따른 분류 그리고 분포양상을 통한 연구가 주를 이루고 있으며 (Yang, 1990; Kimura et al., 2011; Hong, 2012; Bita and Tripati, 2015; Votruba, 2019; Warburton, 2020; Park, 2022), 여기에 암석학적 그리고 지질학적 연구로 닻돌의 암종분석, 산지 추정 연구가 진행되었다(Suzuki et al., 2000; Evrin et al., 2002; Lee et al., 2010; Tripati et al., 2010).
닻돌과 함께 쓰이는 목제 닻 그리고 그것을 묶는 밧줄이나 끈의 연구는 국내외를 막론하고 찾아보기가 힘들다. 목재 재질 특성상 무기물인 닻돌에 비해 쉽게 열화되므로(Raphael, 1993; Dahlin, 2002) 함께 발견되는 것은 드문 일일 것이다. 따라서 편년이 가능한 유물이 함께 발견되지 않는 한 어느 시대의 닻돌인지 밝히는 데 어려움이 있었다(Hong, 2012).
비록 154점 중 7점(약 4.5%)에 불과하지만 본 연구의 출수 닻돌과 목재 공반 유물의 재질 특성을 알아보고 시대를 추정함으로써 닻돌이 어느 시대에 어떻게 사용되었는지 알아보는 데 중요한 역할을 할 것이다.
2. 연구목적
본 연구는 서해중부해역에서 출수 된 닻돌 중 공반 유물이 발견된 닻돌과 각각에 해당하는 목재 공반유물 분석을 통해 암석 및 목재의 종류와 더불어 연대분석을 통해 사용시기를 알아본다. 분석 결과를 종합하여 어느 시대에 어떤 형식의 닻돌이 사용되었는지 추정한다.
3. 연구대상 및 방법
Table 1에서 1, 2번 닻돌의 구조는 공통적으로 닻가지(arm)에 가공된 홈에 닻돌을 끼워넣는 방식이다. 두 닻가지 사이에 닻돌을 끼워넣어 결구하였다(Figure 5 Left). 두 닻돌 모두 닻가지와 더불어 초본류도 함께 발견되었다. 5번 닻돌의 경우 무게 및 크기가 비슷하며 조사 당시 나란히 발견됨으로써 한 쌍이 목제 닻에 같이 결합하여 사용한 것으로 추정되며 나무로 엮은 나무로 엮은 닻장(stock)(해저면에 잘 박히도록 유도하는 닻의 부속)에 넣어 사용되는 방식이었을 것이다(Figure 5 Right). 홈이 없는 닻돌(1, 2, 5-1, 5-2)의 경우 공통적으로 자연석의 형태 또는 약간의 가공을 하였으며, 공통적으로 모퉁이의 둥글기 정도, 즉 원마도(roundness)가 홈이 있는 닻돌(3, 4-1, 4-2)에 비해 상대적으로 높다.
3.1. 암석 동정
육안 감정을 1차적으로 시행하였고, 육안으로 감별이 어려운 닻돌에 대해서는 박편을 제작하여 편광현미경으로 관찰하였다. 현미경 관찰 시 암종과 더불어 주요 구성 광물의 종류와 함량 및 조직 형태를 조사하였다. 육안 감정 및 편광현미경을 통한 암석 동정은 제4기연구소(소장 양주석)에서 수행하였다.
3.2. 공반유물 수종 분석
닻돌과 함께 출수된 목재 공반유물 7점을 대상으로 수종 분석을 실시하였다. PEG4000 20%(w/w) 수용액을 시작으로 80%(w/w)까지 60℃에서 서서히 수분을 증발시켜 강화처리를 실시하였다. 핸드섹션으로 3단면 박편을 절단하였으며 초분류 시편의 경우 표피 세포를 확인하기 위해 약제 처리를 실시하였다. 사용된 약제는 빙초산과 과산화수소(30%) 1:1 혼합액으로 시료 함침 후 60분간 가열 처리하였다. 이후 물리적인 힘을 이용하여 섬유들을 해리 후 1% 사프라닌 수용액으로 염색하였다. 3단면 박편과 염색된 섬유와 세포들을 슬라이드글라스에 놓고 글리세린 수용액(50%) 떨어뜨린 뒤 커버글라스를 덮어 프레파라트를 제작 후 광학 및 편광(OS-EX30PL, OSUN, Korea)으로 관찰하였다. 수종분석은 ‘한국산 목재의 성질과 용도 I’(Lee, 1997), ‘Wood Anatomy of Korean Species’(Eom 2015), ‘Fiber Atlas’(Ilvessalo-PfäFfli 1995)를 참조하였으며, 목재유산연구소 소장 목재 재감과 대조하여 식별하였다.
3.3. 연대분석
방사성탄소인 14C은 탄소의 동위 원소로 불안정하여, 자연적으로 반감되어 가는데, 14C는 5,730년을 주기로 반감한다. 이러한 원리를 통해 시료 내의 14C비율을 측정하여 연대를 추정할 수 있다. 하지만 방사성탄소연대는 여러 요인에 의해(방사성탄소 농도 변동, 해양영향, 식물 내 분별작용(fractionation) 등) 오차가 발생하여 보정이 필요하다(Ramsey et al. 2001; Park and Kim 2007; Nam et al. 2018). 보정곡선(calibration curve)를 통해 실제 연대로 보정되지만 이 또한 한계가 있어 실제 시료에서 나이테를 일정한 간격으로 연속적으로 탄소연대를 측정함으로써 14C 보정곡선과 비교하여 오차를 줄일 수 있는 위글 매치법을 적용하였다 (Ramsey et al. 2001; Galimberti et al. 2007; Park and Kim 2007). 연륜 수를 확인할 수 있는 유물에는 위글매치를 적용하였고, 연륜확인이 어려운 유물은 최외각 시료를 채취해 단독으로 측정하였다. 전체 일치도(A: overall agreement)와 수용한계(An: acceptability threshold)를 비교하는 χ2(카이제곱) 검정으로 유의성 검정을 실시하였다. 데이터 신뢰성을 높이기 위해 교차검증을 진행하였으며 해외 분석기관 Beta Analytic(BA)와 국내 기관 Carbon Analysis Lab(CAL)에 의뢰하였다(Table 2). 시료는 약 200-300 mg 채취하여, 증류수(60-70℃)로 5회 교반 후 초음파세척 3회 실행하여, 산-알칼리-산(AAA)법으로 전처리하였다.
4. 결과 및 고찰
4.1. 암석 동정
1번 닻돌 시료는 유백색으로, 암석의 탈색이 있는 것으로 확인되며 엽리가 관찰된다. 규장질광물의 함량이 높을 것으로 추정되는 천매암이다. 2번은 담회색을 띠며, 중립의 결정이 우세하다. 표면에서 적색성분(알칼리 성분)이 많이 관찰되는 화강암이다. 4-1번 닻돌은 암회색을 띠고 있으며, 표면에서 편리구조(적색선)가 관찰된다. 주로 고철질로 이루어져 있으며 일부에서 규장질이 관찰되는 편암으로 확인된다. 4-2는 반정의 크기는 최대 5 5 mm까지 나타나며, 화성기원(적색원)과 퇴적기원(파란원) 역이 함께 관찰된다. 반정과 석기로 이루어진 역질응회암으로 확인된다. 5-2는 암회색을 띠고 있으며, 엽리가 관찰되며, 이 엽리면을 따라 세맥이 발달해 있다. 대부분 세립-중립의 결정들로 이루어진 편암으로 확인된다(Figure 6).
3번과 5-1의 경우 표면 육안조사로는 판명하는 데 한계가 있어 다음과 같이 추가로 편광현미경을 통해 확인하였다.
3번 닻돌의 경우 층리(적색선)가 확인되며, 구성광물고는 석영, 장석이 주를 이루고 있다(Figure 7). 흑운모, 백운모, 견운모가 함께 이루어져 있으며(Table 3), 기질은 잘 관찰되지 않는다. 0.1-0.5 mm의 결정으로 구성된 사암으로 확인된다.
5-1번은 중립⋅조립의 결정으로서 석영은 재결정된 것이 관찰된다(Figure 8). 석영, 사장석, 흑운모로 구성되어 있으며, 각섬석이 비교적 높은 함량으로 나타나는 편마암으로 확인된다(Table 4).
화성암, 퇴적암, 변성암이 모두 확인되었으며, 화성암은 화강암, 퇴적암은 사암, 역질응회암이 있으며 변성암은 천매암, 편마암, 편암이 각각 확인되었다. 닻돌 4번과 5번의 경우 각각의 목제 닻과 동반 발견됐음에도 불구하고 암종이 서로 다르다(Table 5). 특정 암종에 한정되지 않고 닻의 무게를 늘리는 실용적인 목적으로 사용된 것으로 추정된다.
4.2. 공반유물 수종 분석
수종 분석 결과는 Table 6에 나타내었다. 뽕나무속, 참식나무속, 부들속, 상수리나무류, 왕대속, 층층나무속이 식별되었다. 목본류들은 전부 활엽수로 나무못의 경우 시료 2B는 본 목재(2A)와 동일한 수종인데 반해 1B는 본 목재(1A)와 다른 수종을 사용하였다. 초본류 종류인 1C와 2C는 각각 부들속, 왕대속으로 밝혀졌다(Kim and Park 2006; Hwang 2022).
뽕나무속은 환공재로 횡단면에서 공권과 소도관이 접선상으로 배열하였으며, 축방향유세포는 종말상, 주위상이 존재한다. 방사단면은 단천공이 관찰되며, 방사유세포는 평복세포로만 이루어진 동성형과 가장자리에 1열의 방형세포가 존재하는 이성 III형이 관찰된다(Figure 9A). 소도관에 나선비후가 존재하며, 접선단면에서 방사조직은 1-6열이 관찰된다.
참식나무속은 횡단면에서 도관의 모양이 타원형-각형이며 고립 또는 복합적으로 나타난다. 축방향유세포는 주위상이 관찰된다. 방사단면에서 도관 천공은 계단상천공이며, 도관 방사조직관 벽공은 교호상이다. 방사유세포 가장자리에 1열의 방형세포가 존재하는 이성 III형이 관찰되며, 유세포가 존재한다(Figure 9B). 접선단면에서 방사 조직은 1-3열이며, 형태가 짧다.
상수리나무류는 횡단면에 공권이 1-2열로 배열돼 있는 환공재로, 소도관은 방사성이 강하다. 축방향유세포는 접선상 배열이 뚜렷하고 광방사조직이 관찰된다. 방사단면에서는 평복세포로만 이루어진 동성형방사조직이다(Figure 9C). 접선단면에서 20열 정도의 광방사조직이 관찰된다.
층층나무속은 연륜 전체에 도관이 분포하는 산공재로 횡단면에서 고립관공이 관찰되고, 산재상, 단접선상의 축방향유세포가 관찰된다(Figure 9D). 방사단면에서 도관에서 계단산천공이, 도관과 방사조직간 벽공은 원형 및 타원형이 관찰된다. 접선단면의 방사조직 폭은 1-5열이다.
왕대속은 횡단면에서 후벽의 섬유와 병립유관속이 관찰된다. 방사단면과 접선단면에서 2 mm 이상의 후벽 섬유들과 직사각형 유세포가 관찰된다. 부들속의 표피세포는 장세포와 기공으로 구성돼 있으며, 기공과 장세포가 다열 배열로 교차한다. 장세포 모양은 원형-육각형으로 규칙적으로 배열돼 있다. 헤어와 실리카 세포는 관찰되지 않는다(Table 6).
상수리나무류, 뽕나무속, 층층나무속, 참식나무속 목재들은 비중이 0.6 이상으로 중비중재에 속하고, 비교적 재질이 치밀한 특징을 가지고 있어 선박과 닻돌의 무게를 지탱하고 해저면에 견고히 정착되게 하기 위해 적합한 수종으로 판단된다(Lee, 1997). 특히, 활엽수들 중 상수리나 무류는 마도 1, 2, 3, 4호선뿐만 아니라 지금까지 출수된 고선박에 대부분 쓰인 수종으로 외판, 저판, 장삭, 피삭, 가룡, 차가용, 원통목에 다양한 부재에 쓰였다(Kim et al., 2021).
왕대속에 속하는 수종들은 강하고 질겨 할렬가공에 적합하고, 단단하며, 탄력성이 커서 광주리, 소쿠리, 바구니 등에 활용된다(Hwang, 2022). 또한 부들은 다년초로 연못가와 습지에서 자라며, 부들로 만든 제품은 내구성이 높아 돗자리, 방석, 소쿠리 등으로 만들어 활용하였다(Kim and Park, 2006).
4.3. 연대분석
국내(CAL) 및 해외(BA) 기관에서 실시한 방사성탄소 연대측정 결과는 Table 7에 나타내었다. 두 기관에서 실시한 교차 검증결과 거의 동일한 연대구간이 확인되어 분석 결과의 정확성을 확인할 수 있었다. 다만 1C의 경우 각 기관에서 측정된 연대구간이 약 200년 이상 차이가 확인되었다. 이는 시료가 채취된 위치가 달라서 제작된 시기의 차이로 인해 차이가 발생했을 가능성과 시료의 전처리 과정의 차이점으로 인해 14C의 비율의 변화가 발생했을 가능성으로 판단된다.
위글매치 전후를 비교해 보면 앞서 실시한 방사성탄소 연대 분석보다 연대 오차 구간이 줄어들었다(Table 8). CAL에서 분석한 1A 시료는 120번째 연륜이 220-140 B.C.(95.4%)으로 산출되었고, BA에서 분석한 시료는 200-110 B.C.(95.4%)으로 산출되었다. 2A의 경우 33번째 연륜이 A.D. 600-680이 산출되었으며, 3A는 58-60번째 연륜이 A.D. 1100-1270(95.4%)로 분석되었다. 5A는 51-55번째 연륜이 A.D.1390-1460(95.4%)로 확인되었다. 두 기관 모두 연대가 흡사함에 따라 위글매치 분석의 신뢰성을 다시 한번 확인할 수 있었다.
개별 방사성탄소연대분석과 위글매치 결과를 종합하여 중첩되는 연대를 살펴본 결과(Figure 10), 1A, 1B는 170-120 B.C.이며 1C 초본류는 40 B.C.-A.D. 10이다. 1C의 결과에서 중첩하는 연대에 전혀 포함하지 않는 연대구간 400-100 B.C.는 제외하고 나머지 연대 결과에서 공통연대를 산출하였다.
2A, 2B는 A.D. 615-650, 2C는 A.D. 640-780으로 확인된다. 3A와 4A는 각각 A.D. 1100-1160, A.D. 1020-1160이며 5A는 A.D. 1410-1475이다. 시대를 구분하면 원삼국, 삼국, 남북국, 고려, 조선으로 구분된다(Table 9). 역사 시대 중에 보자면 2012년 경남 김해 봉황동 유적에서 발견된 가야 선박부재(A.D 2-4세기 추정)(Lee and Kim, 2015)보다 더 이전 시대의 발견인 것이다. 서해중부해역에 발견된 선박인 고려시대의 마도1, 2, 3호와 조선시대의 마도4호와 함께 그 이전인 원삼국시대까지 확인함에 따라 마도 해역은 고려 이전 시대에도 중요한 정박지임이 추정 가능하였다.
한데 발견된 1A, 1B, 1C는 원삼국시대, 2A, 2B는 삼국시대, 2C는 삼국시대 및 남북국시대로 결과가 나왔다. 초본류인 1C와 2C의 경우 공통적으로 해당 목제 닻(1A, 2A)보다 비교적 늦은 연대로 확인된다. 초본류가 목제 닻을 선박과 연결하는 밧줄 역할을 한다면 닻의 이동 시 가해지는 장력, 인력, 중력 그리고 바닷속 유속에 의한 마찰에 의해 마모나 손상을 피할 수가 없을 것이다. 이러한 이유로 기능상 교체가 불가피하기 때문에 목제 닻보다 비교적 늦은 연대가 나온 것으로 판단된다.
NRIMCH(2023) 연구 보고서에 따르면 닻돌 5번처럼 복수의 소형 닻돌의 사용 방식은 조선시대 사회생활상을 그린 그림인 기산풍속도첩을 통해 확인한바 있다(Figure 11). 5A 시료의 연대분석 결과 조선시대로 확인됨으로써 언급한 그림처럼 나무로 엮은 닻장(Stock)에 넣어 사용했을 가능성이 있다. 이 밖에 닻돌 시료 1, 2번처럼 닻채가 없고 닻가지 사이에 결합된 닻돌 형태는 이번 분석을 통하여 원삼국, 삼국, 남북국시대에 사용했음을 추정 가능하다.
5. 결 론
서해 중부 해역에서 발견된 닻돌은 대부분 닻돌 자체로만 발견되어 기존의 연구로는 닻돌의 형태학적인 분류 이외 다른 정보를 밝히는 데 어려움이 있었다. 이런 점에서 목제 닻 그리고 초본류가 함께 발견된 7점의 닻돌은 어느 시대에 어떻게 닻이 사용되었을지에 대한 의문을 풀 수 있는 중요한 연구 대상이다. 닻돌의 암종 및 공반유물 수종분석 결과 다양한 암종과 수종은 실용성에 중점을 두고 닻을 제작했음을 확인하였으며, 공반 유물의 위글 매치를 이용한 방사성탄소연대분석을 통해 해당 닻돌이 어느 시대에 어떤 형태로 사용됐을지 추정할 수 있었다. 분석 결과 원삼국 시대부터 조선까지 이르는 다양한 시대를 확인하였으나 표본이 적어 특정 시대의 대표 또는 주류닻으로 추정하기에는 아직 무리가 있다. 향후 서해중부해역뿐만 아니라 다른 해역까지 확장하여 본 연구대상과 유사한 닻의 예를 확보하여야 할 것이다. 더불어 마도 1, 2, 3, 4호처럼 시대가 확실한 선박 또는 편년이 가능한 유물과 함께 많은 닻이 발견되어 선박의 중요한 부속구 중 하나인 닻 연구에 보탬이 되도록 기대한다.
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