나이테

나이테는 나무를 가로로 잘랐을 때 보이는 짙은 색의 동심원을 말하며 연륜(年輪)이라고도 한다. 계절 변화에 따른 생장의 차이로 생기기 때문에 보통 1년에 하나씩의 고리가 생기고, 이에 따라 나무의 나이를 알 수 있으므로 나이테라고 한다. 비슷한 지역의 나무들은 자라는 패턴도 유사하기 때문에 오래된 나무에서부터 최근의 나무까지의 나이테를 비교하여 동일한 패턴끼리 이어 붙일 수 있는데, 이를 고고학, 기후학 등에 적용할 수 있으며, 크게 연륜연대학(dendrochronology)이라고 한다.

나이테는 한 해 동안 하나가 만들어지며, 생장이 왕성한 봄에서 여름까지 형성된 부분을 조재(춘재), 생장이 더딘 늦여름에서 늦가을까지 형성된 부분을 만재(추재)라고 한다. (출처:한병우)

목차

나무의 생장 속도가 계절에 따라 다르기 때문에 나이테가 형성되는데, 생육지의 빛, 온도, 습도에 따라 세포의 생장 패턴이 다르기 때문이다.

식물은 봄부터 늦여름 혹은 초가을까지 생장하며 늦가을에서 겨울에는 생장을 거의 멈춘다. 그 중 봄부터 초여름까지는 생장이 활발하여, 크고 벽이 얇은 세포가 형성되는데, 이런 세포로 구성된 층을 조재(早材, early wood, spring wood) 또는 춘재라고 하며, 나이테에서 색이 옅고 조직이 부드러운 부분이다. 늦여름이나 가을부터는 잘 자라지 못하기 때문에 작고 벽이 두꺼운 세포가 형성되는데, 이들 세포로 구성된 층을 만재(晩材, late wood, summer wood) 또는 추재라고 하며, 색이 짙고, 조직이 단단한 부분이 이에 해당한다.

나이테는 계절이 뚜렷한 온대 지방에서 뚜렷하게 나타나고, 계절 구분이 거의 없는 열대 지방에서는 뚜렷하지 않다.

일반적으로 나무는 한 해에 하나의 나이테를 생성하는데 생장기 동안 갑자기 기온이 내려가거나 생장 말기에 이상기온으로 기온이 올라가는 경우, 거짓나이테를 형성하여 한 해에 2개 이상을 형성하기도 하고, 반대로 생장조건이 열악하면 생장을 못하여 나이테가 형성되지 않기도 한다.¹⁾

배수가 잘되고 완만한 비탈에 자라는 나무는 나이테가 뚜렷하고 나이테의 너비도 잘 구별되며, 가파른 절벽이나 바위산에 자라는 나무들은 나이테가 한 해에 하나씩 자라지 못하는 경우가 있고, 계곡이나 강둑에 자라는 나무들은 항상 수분이 풍부하여 나이테가 고르게 자라는 경우가 많다.²⁾

1년생 초본식물이라면 1기생장만으로 전체 식물체가 구성되지만, 여러해살이 식물인 나무는 1기생장을 완성하고, 2기생장을 시작한다.

1기생장에서는 줄기와 뿌리 끝의 정단분열조직이 길이생장을 하여, 식물체의 기본 조직체제를 엮는 작업을 한다면, 2기생장은 나이테에 해당하는 측생분열조직(유관속형성층)이 새로운 2차 유관속조직을 발달시켜서 줄기의 부피, 둘레를 증대시키고, 1차조직의 산 세포들과의 연결을 계속 유지하는 작업을 한다.

유관속형성층에서의 세포분열로 2차물관부 세포가 형성층 안쪽으로 축적되고, 이 세포들이 성숙 기간에 확장하면 형성층은 바깥쪽으로(방사 방향으로) 떠밀린다. 생장 기간에 조건이 좋을 때는 활발하고, 추위, 더위, 가뭄 등으로 조건이 나빠지면 휴면기에 접어든다. 이런 주기적인 현상으로 인해 나이테가 생긴다.³⁾ 

살아 있는 나무의 나이테를 확인할 때는 나무에게 최소한의 상처를 낼 수 있도록, 작은 드릴 같이 생긴 생장추(increment borer)로 나무를 뚫어서 가느다란 기둥 모양으로 시료를 뽑아낸다. 나이테가 더 확실하게 구분되도록 염색 과정을 거치기도 한다.

목재로 사용된 나무의 나이테를 측정하기 위한 방법에는 코어링법, 테이핑법, 직접법, 카메라 촬영법 등이 있다.⁴⁾

- 기원전 322년, 테오프라스토스(Theophrastus), 매년 나무는 나이테를 만든다고 언급

- 1452-1519년, 레오나르도 다빈치(Leonardo da Vinci), 나무의 생장과 기후 사이의 관계를 언급, 그의 저서 회화론(Trattato della pittura)에 나이테에 대하여 기록

- 1581년, 미셸 몽테뉴(Michel de Montaigne), 이름을 밝히지 않은 어느 목수에게 나무의 나이를 알기 위해 나이테를 세는 아이디어를 떠올림

- 1701-1778년, 칼 린네(Carl Llinnaeus), 나무의 나이를 밝히기 위해서 나이테를 계산

- 1737년, Duhamel and George Louis Leclerc de Buffon, 뚜렷한 상륜(서리, Frost ring)의 연대를 밝히기 위해 나이테를 계산

- 1827년, 트위닝(Twining), 모든 나무들은 과거의 계절별 기록을 보존하고 있고, 오래된 숲의 나무들을 상호 비교하여 공통된 정보를 얻을수 있다고 언급

- 1837년, 테오도르 하티그(Theodor Hartig), 독일에서 연륜연대학의 생태학적 기본을 확립

- 1838년, 찰스 바바지(Charles Babbage), 태풍과 홍수로 부터 수종별 나이테 패턴, 기후복원, 모체나무, 이상재, 복제, 안주, 경쟁에 대한 개념을 언급

- 1859년, 제이콥 퀘흘러(Jacob Kuechler), 배수가 잘되는 산등성이의 나무를 선택함으로써 지역 선택을 최신의 원칙으로 사용, 나이테간 상호교차 비교의 초기 사례로 보여줌

- 1867년, 로버트 하티그(Robert Hartig), 우박, 서리, 해충의 가해 사건을 알기 위해 나이테를 이용, 오염에 의한 나무의 고사를 조사

- 1871년, A. L. Child, 봄과 여름의 기상자료와 아메리카꽃단풍(red maple)의 생장을 비교

- 1871년, A. Stoeckhardt, 공기 오염으로 인한 숲의 피해에 대하여 조사

- 1880년, Jacobus C. Kapteyn, 참나무 생장량과 강우 사이의 관계를 조사

- 1892년, F. Shvedov, 연륜기후분석를 위하여 아까시나무(Black locust)를 조사

- 1897년, B. E. Fernow, 나이테를 세어 산불이 난 시기를 파악하는 논문을 발표

- 1904년, A. E. 더글러스(A. E. Douglass), 나이테 교차비교분석법을 분석도구로서 발전을 시켰으며, 연대기를 확장시키기 위해 끈질긴 노력을 함. 또한 연륜연대학자들을 양성

- 1940년, 브루노 휴버(Bruno Huber), 상당히 많은 시간을 목재 샘플들의 연대분석에 시간을 보냈고, 다른 수종들간의 연대의 세기를 수량화 하기 위해서 새로운 통계학적 기술에 애씀

⁵⁾

연대를 알 수 있는 나무, 주로 현생하는 나무의 나이테에서 시작하며, 나이테 폭 패턴이 유사한 부분을 계속 중첩하여 과거에 벌채된 나무의 연대를 추정할 수 있다. (출처:한병우)

나무는 1년에 나이테가 하나씩 자란다는 현상을 이용한다. 특히 계절이 뚜렷이 변하는 지역의 나무가 나이테를 구별하기 좋다. 나이테에 의한 연대 측정에는 현생 표본이 있어야 하는데, 현생 표본으로는 배수가 잘되고 완만한 비탈에 자라는 나무가 나이테가 뚜렷하여 너비가 잘 구별되므로 좋다. 가파른 절벽이나 바위산에 자라는 나무들은 나이테가 한 해에 하나씩 자라지 못하는 경우가 있고, 계곡이나 강둑에 자라는 나무들은 항상 수분이 풍부하여 나이테가 고르게 자라는 경우가 많아 좋지 않다. 나이테의 수도 문제가 되는데 현생 표본으로는 60∼200년 된 나무가 좋다.

나이테에 의한 연대 측정을 하기 위해서는 먼저 유적에서 나오는 나무나 숯 재료가 많아야 한다. 나무는 세포조직과 나이테가 잘 보존된 것들이어야 한다. 그리고 이미 현생 표본에 의한 나이테 나이가 있어서 서로 대조할 수 있어야 한다. 북미의 남서부에 가장 많은 자료가 있는데 터키, 이집트, 일본, 러시아에도 많다. 캘리포니아 중동부에는 꺼끄러기소나무에 대한 7,100년 동안의 나이테 나이 자료가 있다. 측정하기에 앞서 시료는 나무의 세포조직과 나이테가 잘 보이도록 처리되어야 한다. 지역에 따라 나무 생장 속도에 차이가 있기 때문에 나이테 연대 측정 방법도 조금씩 다르다. 모든 나이테의 형태를 기록하는 방법이 가장 손쉬운 방법인데 그러기 위해서는 지역에 따른 나이테 형태의 차이를 모두 알고 있어야 한다. 또 한가지 방법은 상대적인 나이테의 너비를 그림표로 그려서 서로 다른 환경에서 자란 나무의 나이테를 비교하여 일정한 공식을 산출하는 방법도 있다.

나이테를 이용한 연대 측정은 집터를 연구하는 데 많은 도움이 된다. 집을 지었던 날짜, 계절 등을 알 수 있고, 살았던 기간, 집을 지은 기간, 또는 집을 다시 고쳐 지은 것이 발견되면 집자리를 다시 사용했던 사실도 밝혀낼 수 있다. 과거의 환경 조건을 연구할 수 있고, 무엇보다도 가장 정확한 연대 산출 방법으로서 방사성 동위원소(¹⁴C) 방법에 의한 연대를 확인하는 자료로서 중요하다.²⁾

1. 김요정, 박원규 (2011) 연륜연대학. 한강고고 6: 고고학 속의 자연과학 읽기. 한강문화재연구원, 21-42
2. 장호수 (1983) 연대측정방법. 한국사론 12권(한국의 고고학 I). 국사편찬위원회, 40-61
3. 이유성 (2000) 현대식물형태학. 우성출판사, 542
4. 김요정, 박원규 (2005) 연륜연대법을 이용한 전통 가구와 목공예품의 과학적 편년해석 – 조선 후기와 근대의 사례연구. 미술사학연구, 246/247: 247-274
5. James H. Speer (2010) Fundamentals of Tree-Ring Research. University of Arizona Press, 360: 49