석기에서 금속으로
문명은 인간의 욕구가 동기가 되어 이루어 낸 기술의 산물이다.구석기,신석기 시대를 거쳐 인간은 더 효과적인 도구를 갈망했고 그 결과로 돌을 위주로 한 자연물을 이용하는 단계에서 구리라는 획기적인 재료인 금속을 찾아 내고 또 이를 추출해 내는 기술을 개발함으로서 이전에 비해 월등한 도구를 만들 수 있게 되었다.이를 토대로 구리와 또 다른 금속인 주석 또는 아연을 합금하는 기술 까지 개발하여 더 우수한 특성을 가진 재료도 만들어 낼 수 있게 되었다.무기로,생활용품으로 ,공예품,조각등 예술품으로,건축 재료로 소위 청동기[Bronze Age]시대를 열어가게 되었다.
왜 구리였을까?
사실 지각을 구성하는 금속 원소중 알미늄8.13%, 철이 5% 인 데 비해 구리는 75ppm[part per million.1/10,000%]밖에 안되는아주 미미한 양이다.그럼에도 불구하고
가장 먼저 사용된 금속의 하나가 된 것은 몇가지 훌륭한 특성을 갖고 있기 때문이다.첫째,
금과 마찬가지로,자연 형태로 발견된다.[native element].야금 기술이 없으니 있는 그 데로
사용할 수 있는 재료이어야 하기 때문이다.상대적으로 양이 많은 알미늄은 자연원소 상태로 존재하지 않고 철도 자연원소 상태로는 희귀하고 , 우주에서 날아온 운석에서 발견되기 때문이다.
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석영맥에서 성장한 자연금
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자연은 |
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자연동.파란 부분은 탄화동막 |
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둘째 ,일반적인 금속이 대개 회색인 반면 노란색의 금 이외에 색상을 가진[붉은 색] 아름다운 금속이다.
세째 ,다루기가 쉽다.연성으로 상온에서도 다듬질등 가공에 의해 강도와 경도를 올릴 수 있다.
네째,공기와 물에 의해 쉽게 부식되지 않는 내식성을 갖고 있다.[공기중에 노출되면 푸른색의 탄화구리막이 형성되어 더 이상 부식 진행을 방지한다.]그래서 몇 천년이 지난 문화재를 오늘날 우리가 생생히 볼 수 있는 이유다.
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백제 향로.출처 ;위키피디아 |
다섯째,전기전도성이 탁월하고 열 전도성도 높다. 오늘날 까지 전자,전기,심지어 반도체 산업에서 필수적인 재료로 사용되는 이유다.아마 당시의 인간들이 더 좋은 재료를 찾으려고 노력하는 과정에서 상대적으로 많이 발견되고 특성이 우수한 자연구리[native copper]라는 훌륭한 소재를 이용하게 되었을 것이다.
야금기술과 합금기술,재료 교역의 확대
엄격히 말해 청동기 시대[BC3,500- BC1,200]라 크게 구분하지만 석기시대 이후 그 이전 시대를 동기시대[Copper Age.BC5,000-BC3,000]라 세분 하기도 한다.이때는 아마 야금기술이 없기 때문에 자연동 상태로서만 재료로 활용할 수 있었으나 이후 수요가 증가함에 따라 자연동만으로 수요를 충족시킬 수 없어 구리를 함유한 광석에서 구리를 추출해 내는 야금 기술을 개발하게 되었을 것이다.자연 상태의 구리가 아닌 화합물 형태의 구리광석으로 부터 구리를 추출해 내기 위해선 최소 섭씨 1,000도 이상의 온도로 올려야 하는 등 야금 기술이 필요하다. 또 한 기술자들은 강도와 주조성등 재료의 특성을 향상시키기 위해 이런 저런 실험과 시행 착오를 통해 청동[Bronze.Cu: Sn=90:10]과 황동[Brass.구리와 아연의 함금]이라는 첨단 신소재를 찾아내게 되어 인간은 한층 더 발달된 문명과 세련된 문화를 이루게 되었다.지구 지각에 똑 같은 비율로 구리가 퍼져 있다면,현실적으로 경제성 측면에서 추출해 내는 것은 불가능하다. 그러나 지구라는 연금술사는 어느 특정 지역의 지각에 집중화 시켰기 때문에 특정 광물이 집중된 광상의 광산[Mine]에서 효과적으로 구리를 뽑아 쓸 수 있는 것이다.
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구리광석 노천 광산.출처;위키피디아 |
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미국 아리조나와 멕시코에 걸쳐있는 구리 광상 협곡 |
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Copper Belt Canyon의 멋진 풍광.EBS방송의 여행지로도 소개 된적이 있다. |
일찌기 유럽에서 키프러스등, 특정 지역에서 구리 광산이 발견되고 합금에 필요한 주석광산이 동일 지역에 있는 것은 드물어 재료의 교역이 상호간 필연적으로 이루어지게 되어 자연적으로 기술 ,문화의 교류가 이루어 질 수 있게 되었다.
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금속재료의 확산과 교역의 확장.출처;위키피디아 |
현재 세계 주요 구리 광산은 화산 지질 활동이 활발한 환 태평양 지역, 칠레등에 집중되어 있다.
구리를 함유한 광물들의 다양한 모습
금을 제외한 금속중 구리는 그 자체가 아름다운 금속이다.옛 선사 이전의 예술가들이 그 아름다움을 이용하여 오늘 날 우리가 보기에도 완성도가 높은 장식품,공예품과 조각등 많은 예술품을 탄생시켰다.뿐 만 아니라 구리가 내포된 다양한 광물 그 자체도 정말 아름 다운 것이 많다.황화,산화,탄산염,인산염,황산염,규산염등을 필자의 수집품을 통해 그 아름다움을 잠깐옅보자.
황화[Sulfide]동
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황동석[chalcopyrite].금색으로 보이는 부분이 황동석 ,회색 부분은 방연석 |
탄산[Carbonates]동
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남동석.Azurite Sun이라는 호주산 |
일찍 부터 색상의 아름다움으로 고급 안료로 사용되어 왔고, 공기 중에 장기간 노출 되면
초록 색 공작석으로 변하는 특성이 있어 이 안료를 사용한 옛 명화의 경우 당초 색상인 남색이 초록색으로 변해 후세에 새로이 복원 작업이 필요하기도 했다.이태리 국가 대표팀의 유니폼 색상이 이 남색으로 흔히 우리가 "아주리 군단"이라는 별칭으로 부르기도 한다.
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공작석[Malachite]연마한 표본 |
연마했을 때 공작의 깃털을 연상시키는 아름다움으로 장식품과,준 보석, 때로는 궁전의 내부를 장식하는 재료로도 사용되었고 고대 이집트에서는 아이쉐도우의 화장품으로도 사용되기도 했다.
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Rosasite.멕시코산 |
규산염[Silicates]동
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규공작석[Chrysocolla] |
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Dioptase.에메랄드 그린의 색상이 특징인 나미비아산 |
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Shattuckite 바탕위에 Dioptase[초록색].나미비아산 |
황산염[Sulfates]동
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Chalcanthite.미국 아리조나산 |
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Brocanthite.칠레산 |
인산[Phosphates]동
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Cornetite.콩고산 |
이 이외에도 정말 아름 다운 구리 함유 광물이 많으나 다음 기회로 미루고 다음에는 청동기를 이룬 합금 소재로서의 주석과 아연 광물을 소개하기로 하면서 이번 포스트는 여기서 마무리 한다.
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