3000년 된 구리 제련소, 철의 기원을 이해하는 열쇠 될 수 있어

이 유적의 구리 제련소들은 철이 없는 구리 광석을 사용했다. 용광로에 산화철 적철광을 첨가하자 구리 금속이 광석의 불순물과 더 쉽게 분리되었다. 출처: 나다니엘 에르브-사툴로 박사

 
by Cranfield University 크랜필드 대학교

크랜필드Cranfield 대학교의 연구는 청동기 시대에서 철기 시대로의 전환기에 대한 새로운 시각을 제시하며, 구리 제련소들이 철이 풍부한 암석을 이용한 실험을 통해 철 발명이 어떻게 시작되었는지 보여준다.

고고학 저널(Journal of Archaeological Science)에 게재된 이 연구는 조지아 남부 3000년 된 제련소인 크베모 볼니시Kvemo Bolnisi 유적에서 발견된 야금 유물을 재분석했다.

1950년대 최초 분석 당시, 작업장에서 적철광hematite (산화철 광물iron oxide mineral)과 슬래그slag (금속 생산 과정에서 발생하는 폐기물) 더미가 발견되었다.

이 산화철을 발견한 최초 발굴자들은 작업장이 초기 철 제련소였을 것으로 추정했다.

그러나 새로운 연구에 따르면 이러한 가정은 틀렸다는 것이 밝혀졌다.

크베모 볼니시의 노동자들은 철 대신 산화철을 용제로 사용하여 구리를 제련했다. 산화철은 용광로에 첨가되어 구리 생산량을 늘리는 물질이었다.

이러한 발견은 오랫동안 논의된 그 가설, 곧 철이 구리 제련업자들한테서 발명되었다는 이론에 힘을 실어준다.

이 증거는 고대 구리 제련업자들이 야금 용광로에서 철을 함유한 재료로 실험을 했음을 보여주며, 이는 철 제련의 중요한 단계였다.

반짝이는 적철광은 구리 제련업자들이 용제로 사용했다. 이 광물의 독특한 외관은 고대 광부와 채굴자들의 관심을 끌었을 가능성이 있다. 출처: 나다니엘 에르브-사툴로 박사

철의 중요성

철기 시대는 광범위한 철 생산 시작을 알렸지만, 금속 자체는 새로운 발견이 아니었다.

청동기 시대 철 유물이 발견되었는데, 가장 유명한 것은 이집트 왕 투탕카멘 무덤에서 발견된 금과 수정으로 장식한 자루가 달린 철 단검이다.

하지만 최초의 철 제품은 운석에서 발견되는 자연적으로 생성된 금속 철을 사용하여 만들었지, 제련을 통해 철광석에서 추출한 것이 아니었다. 이러한 희귀성은 당시 역사적으로 철이 금보다 더 귀중했음을 의미했다.
 

주사전자현미경을 사용하여 시료의 화학적 성질, 광물학적 성질, 미세구조를 분석했다. 출처: 나다니엘 에르브-사툴로 박사

철 추출 야금술extractive iron metallurgy의 발전은 이 모든 것을 바꾸어 놓았다.

자연적으로 생성되는 철 금속은 매우 드물지만, 철은 지구상에서 가장 풍부한 원소 중 하나다.

철광석iron ore에서 철을 추출하여 도구나 무기와 같은 유용한 재료로 가공하는 능력은 인류 역사에서 가장 중요한 기술적 변화 중 하나다.

철기 시대로의 전환은 결코 즉각적인 것은 아니었지만, 아시리아와 로마의 철제 군대, 그리고 이후 산업 혁명의 철도와 철골 건물이 탄생하는 계기가 되었다.

크랜필드 대학교 고고학과 방문 연구원인 나다니엘 에르브-사툴로Nathaniel Erb-Satullo 박사는 "철은 세계에서 가장 중요한 산업용 금속이지만, 기록이 부족하고 녹슬기 쉬운 철, 철 생산지에 대한 연구 부족으로 인해 철의 기원을 찾는 것이 어려웠다"고 한다.

"크베모 볼니시 유적을 그토록 흥미롭게 만드는 것은 바로 이것입니다. 구리 제련 과정에서 의도적으로 철을 사용했다는 증거입니다.

이는 이 금속 세공인들이 결국 철 제련용 광석으로 사용될 지질학적 화합물인 산화철을 별도 물질로 이해하고 용광로 안에서 그 특성을 실험했음을 보여줍니다. 이 유적은 구리 세공인들의 이러한 실험이 철 야금학 발전에 결정적인 역할을 했음을 시사합니다."

"이러한 연구에는 아름다운 대칭성이 있습니다. 현대 지질학과 재료 과학 기술을 사용하여 고대 재료 과학자들의 사고방식을 이해할 수 있기 때문입니다. 

그리고 이 모든 것은 슬래그, 즉 이상하게 생긴 돌덩이처럼 보이는 평범한 폐기물을 분석함으로써 가능합니다."
 

조지아 남부 크베모 볼니시Kvemo Bolnisi 유적. 소련 시대에 발굴되었다. 출처: 나다니엘 에르브-사툴로 박사

More information: Iron in copper metallurgy at the dawn of the Iron Age: Insights on iron invention from a mining and smelting site in the Caucasus, Journal of Archaeological Science (2025). DOI: 10.1016/j.jas.2025.106338 

Journal information: Journal of Archaeological Science 
Provided by Cranfield University 
 
운석철을 칼로 만든 히타이트
https://historylibrary.net/entry/%E3%85%87-890505

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