안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
탄소 동위원소 연대 측정법은 유기물이 생존 중에 흡수한 방사성 탄소C-14)가 사후에 일정한 속도로 붕괴하며 감소하는 원리를 바탕으로 유물의 나이를 계산하는 방법입니다.
우주선이 대기 중의 질소와 충돌하면서 방사성 동위원소인 탄소-14가 지속적으로 생성되며, 식물은 광합성을 통해, 동물은 식물이나 다른 동물을 섭취하여 탄소가 체내에 축척됩니다. 살아있는 생명체 내부의 일반 탄소(C-12) 대비 방사성 탄소(C-14)의 비율은 대기 중의 비율과 동일하게 유지됩니다. 하지만, 유기체가 죽으면 호흡과 영양 섭취가 멈추므로 외부로부터 새로운 탄소의 유입이 차단되어, 체내의 안정된 C-12는 양이 변하지 않지만, 방사성 물질인 C-14는 베타 붕괴를 일으키며 질소로 다시 변해 점차 줄어듭니다.
C-14의 양이 처음의 절반으로 줄어드는 데 걸리는 시간인 반감기는 일정합니다. 고대 유물에 남아 있는 C-12 대비 C-14의 비율을 가속기 질량 분석기 등으로 측정한 뒤 반감기 공식을 적용해 사후 경과 시간을 정밀하게 계산할 수 있습니다.
이 방식은 수백 년 전의 고문서부터 약 5만 년 전의 목재나 골각기 유물까지 유기물로 만들어진 문화재의 실제 제작 시기를 판별하는 핵심 기법으로 활용됩니다.