울진봉평리신라비 석재(石材), 죽변 폭풍속으로 세트장 해안 일원에서 채석됐다?

국보 242호 ‘울진 봉평리 신라비(蔚珍 鳳坪里 新羅碑)’를 제작할 당시에 사용된 석재(石材)가 죽변면 대가실 폭풍속으로 세트장 해안가 일원에서 채석(採石)됐을 가능성이 가장 큰 것으로 나타났다.
  
이것은 ‘울진봉평리신라비의 과학적 조사’를 담당한 공주대학교 문화재진단보존기술연구실의 봉평리신라비 석재의 산출지(産出地) 추정에 따른 것이다.
  
그러나 연구진은 비석에서 화학분석용 시료를 수습할 수 없어서 성인적(成因的) 배경(背景)의 동질성(同質性)은 입증하지 못했다고 밝히고 있다.

공주대학교 문화재진단보존기술연구실 연구진은 ‘울진봉평리신라비의 보존 과학적 연구 검토 (예비) 보고서’를 통해, “봉평리신라비 구성 암석의 산지를 추정한 결과, 산지 탐색 지점 5곳의 모든 암석들은 담회색 내지는 유백색의 우백질 화강암으로 이루어져 있다. 이 암석들은 대자율(암석이 가진 자성의 비율) 분포와 조암광물(造巖鑛物, 암석을 이루는 주요 광물)의 구성, 현미경적 특징이 유사했다. 그러나 각 지점의 암석들은 구성 광물의 입자 크기, 신선한 노두와 편리 구조의 유무에서 조금씩 차이를 보였다.”고 밝혔다.
  
연구진은 이런 결과를 바탕으로, “산지 탐색 지점 중 봉평리신라비의 구성 암석과 가장 유사한 지점은 죽변면 죽변리 폭풍속으로 세트장 일대 해변의 편마상 우백질 화강암이다. 이 암석은 암색, 광물의 입도와 조성, 편리구조, 자화강도 등의 다양한 암석학적 특성에서 비석과 거의 동일했고, 비석과 약 2.1㎞의 근거리에 위치하여 원산지로서 가능성이 제일 높은 것으로 판단된다.”고 설명했다.
  
그러나 “비석에서 화학분석용 시료를 수습하지 못해 지구화학적 진화 경향을 통한 성인적 동질성은 규명하지 못했다.”고 덧붙였다.
  
또 연구진은 봉평리 신라비의 구성 암석은 담회색 내지 유백색의 편마상 우백질 화강암으로 세립에서 중립질 이상의 석영(石英), 사장석(斜長石), 알칼리장석(미사장석, 정장석)과 세립질의 백운모(白雲母), 흑운모(黑雲母) 등으로 이루어져 있고, 티탄철석(Titan 鐵石) 계열의 화강암임을 알 수 있다고 밝혔다.

  
이번에 실시된 과학적 조사를 통하여 봉평리신라비의 물리적 손상도에 대한 종합적인 검사도 함께 이루어졌다.
  
검사 결과, 봉평리신라비는 사방에서 흑화로 인해 화학적 풍화가 지속적으로 진행되는 등 방위별 풍화 등급은 모두 중간 풍화된 단계인 3등급에 해당하는 것으로 최종 분석됐다.
  
연구 검토 보고서에 따르면, ▲봉평리신라비의 균열은 좌측면이 다른 방위에 비해 발생개수 45개, 길이 총합 5,491㎜, 균열 지수 5.24에서 압도적으로 높은 손상도를 보였다. 또한 전면은 수평적으로 발달한 2개의 구조상 균열(331㎜)과 수평과 수직으로 발달한 12개의 미세 균열(1,660㎜)에 의해 구조적 문제가 발생했다. 박리에 의한 손상은 모든 방위에서 양호한 편이며, 박락은 좌측면에서 11.32%의 높은 손상율을 보였다.
  
▲봉평리신라비는 모든 방위에서 흑화로 인해 미관이 손상되고 화학적 풍화가 진행되고 있다. 특히 후면(91.80%)과 우측면(94.83%)은 전체 점유율뿐만 아니라 4등급에 의한 피도가 각각 54.02%와 62.81%로 매우 높게 산출됐다. 또 염결정은 전면에서 17.28%, 후면에서 18.10%, 좌측면에서 5.05%로 우측면을 제외하고 비교적 높은 점유율로 분포하고 있다.
  
▲적외선열화상 분석을 이용한 봉평리 신라비의 박리 모델링은 열화상 이미지 획득, 임계온도 설정, 단색화 처리, 맵핑과 손상율 산출의 순서로 실시됐다. 이를 통해 박리 손상도를 정량적으로 평가한 결과, 비석 네 면에 대한 박리 면적은 58.26㎠이며, 이때의 손상율은 좌측면 0.33%, 우측면 0.18%로 산출됐다. 
  
▲봉평리 신라비의 초음파 속도는 구성 암석의 편리 구조로 인해 수평 측정값이 수직 측정에 비해 약 249∼377㎧ 정도 높게 나타났고, 각 방위별 평균 초음파 속도는 1,000㎧ 이내에서 소폭으로 변하며 평균 초음파속도는 후면에서 가장 적은 값을 보였다. 또한 방위별 풍화도 지수를 산출한 결과 전면(0.32)과 우측면(0.33)이 신선하고 후면(0.40)과 좌측면(0.37)이 풍화도가 높았다. 그러나 방위별 평균 풍화 등급은 모두 3등급에 해당되므로 봉평리 신라비는 중간 풍화된 단계를 겪고 있는 것으로 판단된다.
  
▲봉평리 신라비 전면 42지점에 대해 P-XRF(X-선 형광분석기) 측정을 실시한 결과 Fe(철)는 1번, 6번과 9번, 13번, 19번, 21번 지점에서 상대적으로 높은 함량을 보였고, Cl(염소)은 전체 측정 지점 중 13번, 19번, 24번 지점에서만 검출됐다. 특히 13번과 19번 지점은 Fe와 Cl이 모두 높은 함량을 나타내는 것으로 보아 철산화물과 소금 결정이 복합적으로 작용하고 있는 것으로 판단된다.
  
▲봉평리 신라비의 흑화 오염물과 균열 틈 사이의 오염물은 일차적으로 비정질 철산화물질이 점토 광물과 입상 광물을 피복하고 여기에 탄소, 분진, 토양과 미생물 등과 해풍으로부터 침전된 입방체의 소금 결정이 결합된 것으로 판단된다. 또한 비석의 네 면에는 강산성을 띠는 조류 배설물이 존재하여 암석의 화학적 풍화를 가속화시키고 있다.

  
이러한 검사 결과에 따라 연구진은 봉평리 신라비에 대한 보존 처리 방법을 구체적으로 제시하고, 보존 처리 이후에도 지속적으로 모니터링을 실시할 것을 권고했다.
  
연구진은 ▶봉평리 신라비에 발생한 오염물 중 염결정은 일차적으로 압력 분무기로 증류수를 분무하여 제거하고, 암석 내부에 존재하는 염은 펄프 재질의 부직포를 표면에 덮고 증류수로 충분히 적신 후 염을 용출시켜야 한다. 또한 흑화 오염물은 증류수로 오염물을 불린 후 스팀 세척기를 이용해야 할 것으로 판단된다. 이때 흑화 오염물을 완전히 제거하기보다는 이차적인 손상이 발생하지 않는 범위 내에서 보존 처리를 실시해야 한다.
  
▶비석에 발달한 구조상 균열은 에폭시계 수지와 동질의 암석 파우더로 점도를 조절하면서 보강해야 하고, 강화 처리는 시급한 단계가 아니므로 이번 조사 결과를 바탕으로 향후에 비교하여 물성이 떨어질 경우 검토해야 할 것으로 판단된다. 또한 비석 구성 암석에 발달한 균열계는 현재까지도 계속 발달 중에 있으므로 균열계에 대한 보강이 완료된다 하더라도 지속적인 모니터링은 필수적이다고 밝혔다.

울진군은 총 1억원의 사업비로 지난 5월말까지 실시한 울진봉평리신라비 1차 사업인 과학적 조사 용역 결과를 토대로, 향후 봉평리 신라비를 보존 처리하게 될 2차 사업을 이어갈 계획이다.
  
2차 사업에서는 봉평리신라비의 안정적인 보존 처리 작업과 함께, 비문에 대한 정밀 3D 스캔 작업 등을 통해 비문의 정확한 글자 수와 글자체에 대한 비교 평가 분석이 종합적으로 이루어질 것으로 기대된다.