짧은 波長 利用한 ‘空間測定 技術’
하늘에서 秒當 數百萬 番 레이저 쏴 10年 걸리는 調査를 1時間에 끝내
飛行體 水準 높아지며 活用度 커져… 새로운 遺跡地 500곳 發見하기도
스페인 산티아고 데 콤포스텔라臺 考古學科 硏究팀은 空間 測定 技術 ‘라이다(LiDAR)’로 測定한 스페인 北西部 갈라시아 地域에
位置한 5∼7世紀 中世時代 巨大 要塞를 發見했다(위쪽 寫眞). 獨逸 考古學硏究所 硏究팀 또한 라이다를 活用해 스페인이 南美 大陸을
征服하기 前인 500年부터 1400年 사이 아마존에 存在했던 初期 都市를 發見해 國際學術誌 네이처에 지난해 5月 報告했다.
스페인 산티아고 데 콤포스텔라臺·네이처 提供
스페인 산티아고 데 콤포스텔라臺 考古學科 硏究팀은 스페인 北西部 갈라시아 地域에서 5∼7世紀 中世時代 巨大 要塞를 發見했다고 지난달 밝혔다. 요새는 海拔 400m에 蹴球場 14個 面積인 10ha(헥타르) 規模에 達했다. 1.2km에 達하는 城壁, 30個의 石塔 等으로 構成됐다. 過去 要塞의 一部 建築物이 發見된 적이 있었으나 當時 考古學者들은 15∼17世紀 지어진 것으로 推定했다. 考古學者들이 連帶 測定을 失手하는 境遇는 매우 드문데 要塞가 빽빽한 草木에 숨겨져 있어 錯誤를 일으켰다.
無慮 10世紀나 差異가 났던 스페인 中世時代 要塞 構築 時期를 바로잡은 것은 空間 測定 技術인 ‘라이다(LiDAR)’ 德分이다. 自律走行 車輛에 主로 쓰이는 라이다는 考古學 分野에서도 眞價를 發揮하기 始作했다. 라이다를 活用하면 旣存 10年이 걸리는 考古學 關聯 調査를 1時間 內에 할 수 있다. 2010年代 라이다가 本格 導入된 以後 500個 以上의 새로운 考古學 遺跡地가 發掘된 것으로 推算된다.
● 눈금 촘촘한 자로 길이 재는 것과 같은 技術
考古學 分野의 革命이라 불리는 라이다는 일정한 時間 間隔으로 發射하는 펄스 레이저로 空間을 測定하는 技術이다. 펄스 레이저는 物體에 부딪힌 뒤 되돌아오는데, 빛의 速力에 測定 時間을 곱하면 往復 距離가 算出된다. 이를 反復 測定해 周邊 物體들을 立體的으로 認識한다. 衛星位置確認시스템(GPS) 데이터를 함께 곁들이면 3次元(3D) 指導가 만들어진다.
라이다는 事物 探知에 쓰이는 ‘레이더’와 原理는 同一하다. 그러나 라이다가 使用하는 레이저의 波長은 0.5μ(미크론·1μ은 100萬分의 1m)으로 레이더가 使用하는 라디오파의 波長보다 짧다. 幅과 높낮이 情報까지 測定하는 細密한 探索이 可能하다는 意味다. 더 촘촘한 눈금을 가진 者로 길이를 正確히 재는 것과 같다.
考古學者들은 라이다를 飛行機나 헬리콥터, 드론 등에 달아 使用한다. 하늘에서 레이저를 쏘는 것이다. 다만 라이다로도 수풀이 우거진 地域은 探査가 쉽지는 않다. 잎사귀가 레이저를 反射해 버린다. 따라서 秒當 最大 數百萬 番의 레이저를 쏜다. 結局 그中 一部 레이저가 잎사귀를 뚫고 紙面에 닿았다가 反射되는 境遇가 생겨난다. 이런 方法으로 肉眼으로는 絶對 찾을 수 없는 考古學 遺跡地를 찾아낸다. 旣存에 映畫 ‘인디애나 존스’의 主人公처럼 페도라를 눌러쓰고 낡은 크로스백을 멘 채 密林을 누비던 것보다 빠르고 低廉한 方式이다.
스페인 硏究팀 亦是 이 方式을 통해 요새의 壁이 3世紀 로마의 城壁과 비슷한 形態라는 것을 밝혔다. 要塞의 壁은 2.5∼4.5m 두께로 이中甓돌 構造로 지어졌으며 內部는 흙과 자갈로 채워져 있는 것으로 分析됐다. 硏究팀은 “壁이 鬱蒼한 草木으로 덮여 있음에도 라이다로 內外部 構造를 完璧하게 判別했다”고 말했다.
● 쓰임새 커진 데다 考古學 門턱까지 낮춰
라이다 技術은 1960年代에 開發됐다. 1970年代 유럽 考古學者들이 라이다를 探査에 活用하려 했지만 當時는 飛行體의 技術 水準이 낮았다. 라이다 自體도 레이저 發射가 秒當 5000回 程度에 不過해 活用度가 떨어졌다. 2010年代 들어 技術 水準이 높아지며 라이다는 考古學에서 빼놓을 수 없는 實驗道具가 됐다.
每해 걸쭉한 成果도 나오고 있다. 獨逸 考古學硏究所 硏究팀은 스페인이 南美 大陸을 征服하기 前인 500年부터 1400年 사이 아마존에 存在했던 初期 都市를 發見하고 지난해 5月 國際學術誌 네이처에 報告했다. 볼리비아 목소스平原의 2萬 ha에 이르는 地域을 라이다로 分析한 結果로 1年 中 몇 달은 沈水되는 아마존 低地帶에서 過去 都市가 發見된 것은 처음이었다.
考古學 分野 라이다의 活用 價値는 漸漸 높아지고 있다. 浸蝕이나 地震 等 自然的 影響 外에도 人類에 依한 氣候變化, 戰爭 等의 影響으로 考古學 遺跡地들이 빠르게 消失되고 있어서다. 考古學者들은 “라이다가 사라져 가는 考古學 遺跡地에 對한 記錄者 役割을 할 것”이라고 强調한다.
라이다는 市民 科學 擴張에도 影響을 미쳤다. 아마추어 考古學者들이 活潑한 探査 活動을 보이며 美國 考古學硏究所, 英國 考古學協會 等에 每年 論文을 發表한다. 英國의 아마추어 考古學者인 데이비드 來틀리지 氏는 自體 웹사이트를 運營하며 찾아낸 遺跡地들을 報告하고 있다. 來틀리지 氏는 “라이다가 考古學의 門턱을 낮췄다”고 말했다.
고재원 동아사이언스 記者 jawon1212@donga.com
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