토탄의 방사성탄소 연대측정

토탄 시료는 방사성탄소 연대측정의 흔한 물질입니다. 보통 다양한 물질들로 이루어져 있습니다. (1) 커다란 식물 화석이 약간 있거나 거의 없는 상태의 유기질이 풍부한 아주 좋은 토사 (토사에서 나온 토탄 혹은 유기질 퇴적물) (2) 토사가 거의 없는 상태의 섬유질이 풍부하게 남아있는 식물 잔류 물질 (각종 씨앗, 목탄, 갈대, 줄기 등등). 대부분의 토탄은 그 자체가 썩거나 섬유질을 가진 토사 속 토탄이 섞여 썩어서 침전된 알 수 없는 여러 물질이 섞여 있습니다.

샘플링 작업 전, 어떤 물질을 찾으려는지 결정해야 하며, 토탄의 구성 물질에 따라 (대부분 토사, 섬유질, 혹은 이들의 합성물) 고객의 연구에 가장 합당한 물질이 무엇인지 결정해야 합니다. 또한 실험실로 보낼 시료의 량도 생각해야 합니다. 즉 시료 축에서 얼마나 많이 혹은 얼마나 조금 코아에서 떼어 내야만 하는지 여부. 그리고 접한 장소 혹은 접한 면이 바뀌는 곳에서 떼어내야 하는지 여부 등등.

일반적으로 살아있거나 썩은 식물체 잔여물이 연대측정에 가장 좋은 물질입니다. 이유는 현존하는 휴믹산을 제거하기 위해 추가적인 전처리(알칼리 추출) 과정을 수월하게 할 수 있기 때문입니다. 만약 이런 휴믹 산을 제거하지 않으면, 연대 측정치가 자꾸 현대에 가까워지는 오류가 발생할 수 있습니다. 이것은 이런 식물체들이 토탄의 위 표면에서 자란 뿌리 물질들이 침투하여 포함되지 않았다는 것을 가정 하에 연대측정을 하게 됩니다.

일관성이라는 문제에 따라 일부 경우에 토사에 섞여있는 토탄은 알칼리 처리할 수 있습니다. 토사는 대부분 휴믹 산과 휴믹이기 때문에 알칼리 추출은 토사에 섞여있는 토탄의 경우 효과가 있을 수도 있고, 있지 않을 수도 있습니다.

가능하다면 현장에 묻혀있는 식물체 자체를 추출해서 바로 연대 측정 연구소로 보내는 것이 제일 좋습니다. 만약 실제적으로 이렇게 할 수 없을 때는 덩어리를 보내시면 본 연구소에서 걸러서 여러 물질들을 추출한 다음에 이 추출물을 사전처리 한 다음, 이런 사전 처리된 추출물들의 사진을 고객께 보내면, 고객께서 사진을 보고 어떤 물질로 연대측정 할 것인지 결정할 수도 있습니다.

연구자 입장에서 어떤 것으로 연대 측정을 하여야 할지 모를 경우, 대부분 연구자들은 섬유질 부분 (식물 화석)과 토사를 별도로 연대 측정하여 결과를 비교해 봅니다. 이렇게 하면 연구자들 입장에서 외부 물질이 침전되어 있는지, 활발한 침전 활동이 있는 곳인지, 토사에 섬유 물질이 끼여 들어왔는지, 빠져나갔는지에 대한 의문에 해답을 줄 수 있습니다.

어느 정도의 토탄을 보내실 지 모르실 경우, 여러 조각으로 쪼개서 보내신 다음에, 우선 A샘플로 연대 측정해 보고, 안되면 B, C, D 하는 식으로 요청하시면 됩니다. 이렇게 하면 연구자 입장에서 가장 정확한 연대 측정치를 얻기 위해 추가로 하는 양을 투입하면서 최소한의 토탄으로 연대 측정을 할 수 있습니다. 일부 경우에는 이렇게함으로써 더 정확한 결과를 보여주는 실제 사건 날짜 보다는 침전된 평균 시간 이상의 연대 결과치를 보여줄 수도 있습니다.

토탄 시료의 경우 거의 유기 퇴적물과 비슷한 과정을 거치지만 휴믹 산 처리가 가장 다른 점일 것입니다. 일반적으로 물에 부유한 다음 125-180 마이크론 채로 걸러내어 육안 식별이 가능한 대형화석(예를 들면 식물체, 조개 껍질 등등)을 분리하여 제거합니다. 만약 충분히 많은 대형화석을 발견하면 이들을 물질의 종류에 따라 전처리 합니다. (보통 산/알카리/산 처리 과정)

별다른 지시 사항이 없으면, 퇴적물/흙 부분을 보관한 다음 어떤 것으로 연대측정 할 것인지 연락 드릴 것입니다. 퇴적물로 연대측정을 하고 싶으신지, 아니면 대량물질로 연대측정하고 싶으신지, 아니면 두개 다 측정하고 싶으신지 데이터 시트에 작성하시면 됩니다.
흙이 묻어있는 토탄의 경우, 탄산염 제거를 위한 산 세척 사전 처리 과정에 한계가 있습니다. 부식 산을 완전히 제거하기 위해 하는 알칼리 사전 처리 과정은 보통 채소 물질이 있어야 하는데, 종종 토탄은 흙이 묻어 있거나 침전물 형태, 섬유 형태의 조각일 수 있습니다. 이 같은 경우, 일반적으로 사전 처리 과정에서 분리되지만 섬유조각의 경우 알칼리 사전 처리를 하며, 침전물 형태의 경우 알칼리 사전 처리를 할 수 없습니다.

만약 방사성 탄소 연대 측정 에 더 적합한 형태를 알거나 두 형태를 조합하는 방식이 더 적합하다고 판단하실 경우, 데이터 시트에 표시해주시기 바랍니다.

토탄의 구성 형태는 다양하지만 대부분 유기물로 구성되어 있습니다. 토탄 샘플 연대 측정을 위해 종류에 따라 두 가지 방법이 있습니다:

1 – 미사 형태의 토탄

어떤 화석도 없는 작은 모래 형태의 토탄은 탄산염 제거하기 위한 산처리한 “유기 토양”으로 연대 측정할 수 있습니다. 가끔 휴믹산 제거를 위해 알카리 처리를 할 수 있지만, 이는 시료의 크기에 따라 다르다. 또한 아주 고운 모래 알갱이 같은 토탄은 알카리에 녹지 않습니다.

2 – 섬유형태의 토탄

섬유 형태의 경우, 대부분의 경우 일반적인 형태로 매우 미세한 미사 토탄 복합체로 이루어졌으며, 부식된 식물에 남아 있습니다. (예를 들어, 탄화된 경우, 사초과, 갈대 등). 이와 같은 경우 일반적으로 섬유 물이나 특별한 대형화석에서 추출되며 탄산염과 부식 산을 제거하기 위해 산과 알칼리 사전 처리를 한 후에 연대 측정을 합니다.

보내주신 토탄의 종류와는 상관없이 본 연구소는 앞서 언급한 대로 사전 처리 과정을 통해 조각을 분리합니다. 또한 각 샘플에 따라 고객들이 어떤 것을 연대 측정할지 선택 여부를 조정하기 위해 고객께 연락할 것입니다.