나무의 시대에서 숯의 시대로의 역사 발전

나무의 시대에서 숯의 시대로의 역사 발전

나무의 시대에서 숯의 시대로의 역사 발전

원시인류가 불을 사용하기 시작한 것을 계기로 우리 인류의 문명은 지금과 같은 모습으로 발전해옵니다. 과거 인류 문명이 어떤 과정을 거쳐서 발전해 왔는지 되돌아보면, 아래 그래프의 직선처럼 시간에 따라서 점진적으로 서서히 문명이 발달한 것이 아니라 마치 계단을 올라가듯 한동안은 아무런 변화가 없다가 어떤 하나의 사건을 계기로 급작스럽게 넓은 폭으로 문명이 발달을 하고, 일단 그렇게 발달이 되고 나면 다시 또 한동안 아무런 변화가 없다가 다시 어떤 사건을 계기로 갑작스러운 발전을 하게 되죠. 다시 말해서 인류 문명은 수차례에 걸친 여러 번의 반복된 도약을 통해서 그동안 발전해왔던 것입니다. 마치 우리가 계단을 올라가는 것처럼 문명이 발달해왔던 것입니다.

문명의 발달과 계기

문명의 발달과정에서 갑작스럽게 도약을 하는 일련의 사건들을 잘 들여다보면 그 계기가 되는 아주 조그마한 발견들이 있는데, 그러한 발견들은 거의 대부분 의도하지도 않았던 운이 좋은 우연한 발견들이었습니다. 의도하지 않았던 운 좋은 우연한 발견을 우리는 serendipity라고 일컫습니다. 이런 serendipity, 즉 우연한 발견들이 계속 중첩이 되면서 인류 문명은 몇 번에 걸친 엄청난 도약들을 하게 되는 것이죠. 나무를 태워서 사냥감을 익힌 고기로 익혀 먹던 원시인류도 이와 같은 자신은 의도하지 않았던 우연한 발견들을 이어가게 됩니다. 원시인류는 장작을 피워서 고기를 구워 먹다가, 타고 남은 까만색의 숯에 다시 불을 붙여보면 연기가 발생하지 않는다는 것을 우연히 발견하게 되죠. 나무를 있는 그대로 태울 때에는 연기가 났었는데, 숯을 태울 때에는 연기가 전혀 나지 않았던 것이죠. 당시 원시인류에게 있어서 연기가 나느냐 나지 않느냐는 굉장히 중요한 문제였습니다. 가끔가다가 부족들 간에 사냥감을 놓고 갈등을 겪으면서, 부족과 부족 간에 싸움을 하는 경우가 있었습니다. 고기를 구워 먹기 위해서 나무를 태우게 되면 연기를 통해서 자신의 위치를 적에게 발각당하게 되죠. 따라서 숯을 이용해서 연기를 내지 않고 고기를 구워 먹을 수 있었던 것은 당시 원시인류로서는 자기 자신의 위치를 노출시키지 않고 불을 사용할 수 있는 아주 좋은 신기술이었습니다. 뿐만이 아니었습니다. 숯을 사용하면 연기를 내지 않는 것 외에도 여러 가지 장점이 따라왔습니다. 불붙은 숯에다가 타고 남은 재를 살포시 덮어서 외부로부터 들어가는 공기의 양을 줄여주면 숯불을, 즉 불씨를 꺼트리지 않고 아주 오랜 시간 살려놓을 수 있었죠. 불을 피우기가 워낙 힘들었던 원시시대에는 불씨를 계속 살려놓는 것이 굉장히 중요한 일이었습니다. 숯을 이용하면 불씨를 꺼트리지 않고 오랜 시간 동안 그대로 유지할 수 있었기 때문에 숯은 원시인에게는 굉장히 좋은 땔감이었던 것입니다. 또 다른 장점이 있었는데, 이것은 굉장히 중요한 장점이 됩니다. 그것은 바로 나무를 태울 때에 비해서 숯을 태울 때 훨씬 더 뜨거운 온도로까지 올라갈 수 있다는 사실입니다. 재를 덮어서 공기를 차단하면 불씨가 약한 불로 바뀌면서 굉장히 오랜 시간을 그대로 유지하죠? 그것과는 반대로 이번에는 숯불에다가 더 많은 공기를 주입해주는 것입니다. 충분한 산소를 공급해주면 숯불이 굉장히 뜨거운 온도까지 올라가게 되는데, 나무를 태웠을 경우에는 일반적으로 약 300℃ 정도의 온도에 도달하는데 반해서 숯을 태우면 아주 쉽게 500℃, 600℃ 정도의 굉장히 높은 온도까지 올릴 수 있었습니다. 이처럼 숯을 이용해서 더 뜨거운 불을 만들 수 있게 되면서 원시인류는 다시 자신의 호기심을 발동하게 되죠. 과거 약한 불에 타지 않던 것들이 어쩌면 이 뜨거운 숯불에 태우면 탈지도 몰라라는 호기심을 갖게 된 것입니다. 그래서 처음에 불을 사용하기 시작하면서 했던 실험들을 다시 반복해서 하기 시작합니다. 주위에 있던 여러 가지 재료들을 가져와서 숯불에 넣고 태워보는 것이죠. 그 과정에서 원시인류가 가장 큰 관심을 가졌던 것은 과거 장작불을 사용해서 가열했을 때는 타지 않았던 각종 다른 종류의 돌이었습니다. 장작불에 태웠을 때에는 타지 않던 돌이 어쩌면 훨씬 더 높은 온도에서 타는 숯불에서는 변질이 일어나면서 다른 물질로 바뀔 수도 있었기 때문이죠. 원시인류는 돌을 숯불에 태워보기 시작했고, 동시에 훨씬 더 높은 온도로 숯을 가열을 할 수 있는 방법은 없는지를 끊임없이 찾게 됩니다. 숯이라는 새로운 종류의 땔감을 태워서 더 높은 온도로 올라갈 수 있는 새로운 방법들을 찾게 되죠. 기원전 3000년경 드디어 우리 원시인류는 숯이라는 땔감을 태워서 1100℃라는 엄청나게 높은 온도에까지 도달할 수 있는 새로운 가열 방법을 찾아냅니다. 이 그림은 기원전 3000년경 인류가 숯을 이용해서 1100℃라는 굉장히 높은 온도로까지 가열했던 방식을 재연한 그림입니다. 당시에 원시인류가 어떤 방식으로 숯을 가열했는지 단계적으로 살펴보도록 하죠. 일단 땅에다가 구덩이를 파서 아주 조야한 원시적인 형태의 화로를 만듭니다. 이 화로 안에 자신이 태우고자 하는 숯과 돌을 가루로 잘게 빻아서 숯 가루와 돌가루를 한데 잘 섞어줍니다. 이렇게 섞은 가루를 소복이 쌓아놓죠. 쌓아 놓은 가루 더미에 구멍이 뚫려있는 대롱을 여러 개 꽂아놓습니다. 그리고 이 대롱을 입으로 불어서 산소를 공급해주면서 불을 붙입니다. 공기가 밖에서만 들어오는 것이 아니라 안에서부터 곳곳에 충분히 공급되면서 굉장히 높은 온도로 타게 되는 것이죠. 이와 같은 방식으로 숯가루와 돌가루를 함께 섞어서 태우면 1100℃의 온도로 가열이 됩니다. 원시 인류는 이런 방식으로 자신이 주변에서 구할 수 있는 여러 가지 다른 종류의 돌들을 가루를 내어서 숯과 함께 태워봅니다. 그 과정에서 특별한 종류의 파란색 돌을 가루로 내서 태우게 되었는데, 숯이 다 탄 후 바닥에 노란색의 반짝거리는 그동안 본 적이 없었던 새로운 물질이 얻어집니다. 바로 금속 상태의 구리였습니다.

원시인류의 변질 프로세스

원시인류는 이와 같은 방식으로 변질이라는 프로세스를 점점 발전시켜 나갑니다. 생고기를 장작불로 가열해서 익힌 고기로 만들죠? 어떤 A라는 물질을 전혀 다른 성질을 갖는 B라는 물질로 바꾼 것입니다. 이 원리를 그대로 적용해서 주변에 있는 여러 가지 다른 돌들을 가열해봄으로써, 마침내 구리의 원광석을 숯불로 가열해서 전혀 다른 물질인 금속 구리를 만들어냅니다. 이처럼 금속 산화물인 돌을 불로 가열해서 금속을 만드는 기술은 현재에도 우리 현대인들이 매우 적극적으로 활용하고 있는 기술입니다. 원광석을 가열해서 금속을 얻는 방법을 야금술이라고 합니다. 이 야금술을 기원전 3000년경 원시인류가 숯불을 이용해서 처음으로 터득했던 것입니다. 구리 원광석으로부터 구리를 만드는 과정을 화학반응식으로 쓰면 노란 박스에 있는 것과 같이 쓰게 됩니다. 구리의 원광석은 구리의 산화물이죠. 그리고 숯은 순수한 탄소입니다. 산화구리와 탄소는 모두 다 고체 상태의 물질입니다. 산화구리와 탄소를 나타내는 화학식 뒤의 괄호 속에 고체라는 것을 표시하기 위해서 solid의 앞 자인 s자를 써줍니다. 산화구리와 탄소의 가루를 한데 섞어서 1100℃의 높은 온도에서 가열하면 산화 반응과 환원 반응이 동시에 일어납니다. 탄소가 산화구리가 가지고 있던 산소를 빼내어 산화되면서 이산화탄소가 되고, 이산화탄소 기체는 공기 중으로 달아나게 됩니다. 산화구리는 자신이 가지고 있던 산소를 탄소에게 내어주면서 환원이 되어 원소 상태의 금속 구리가 되죠. 이 화학반응식에서 주목해야 될 부분이 있습니다. 그것은 바로 1100℃의 온도에서 산화 반응과 환원 반응을 통해서 얻어진 원소 상태의 금속 구리가 액체 상태로 얻어진다는 사실이죠. 구리의 녹는점은 1085℃입니다. 당시에 우리 인류가 도달했던 1100℃보다 낮은 온도에서 녹는 것이죠. 따라서 반응이 진행되면 금속 구리는 고체가 아닌 액체 상태로 얻어집니다. 숯 가루와 구리 원광석의 가루를 섞어서 화로에 쌓기 전에 화로 밑바닥에 칼이나 창의 날과 같은 특정한 형태를 갖는 형틀을 받쳐 놓습니다. 그 위에 가루를 쌓고 대롱을 꽂아서 불을 붙이면 산화환원 반응이 일어나면서 액체 상태로 환원이 된 구리가 이 형틀 속에 고이게 됩니다. 반응이 다 끝나고 온도가 내려가면 녹아있던 액체 상태의 구리가 고체가 되면서 단단한 칼이나 창이 만들어졌던 것입니다. 이처럼 형틀을 놓고 형틀에다가 액체 상태의 금속을 부어서 만드는 제조방식을 우리는 주조라고 하죠. 원시인류는 구리의 원석인 주변에 있던 돌가루로부터 금속 구리를 만들어 냅니다. 그 과정에서 구리에 약간의 주석을 섞어주면 단단하고 강한 청동이라는 합금이 만들어진다는 사실까지도 발견하게 됩니다. 이때부터 구리에 약간의 주석을 섞은 청동을 이용해서 무기나 연장을 만들게 됩니다.

원시 인류의 신기술 개발

기원전 3000년경에 원시인류는 오늘날 우리 현대인들이 아직도 사용하고 있는 이러한 여러 가지 신기술들을 개발합니다. 구리에 주석을 섞어서 청동을 만든 합금술을 개발했고요. 금속산화물로부터 산화 환원 반응을 통해서 금속 구리를 만들어내는 야금술을 개발했고요. 액체 상태의 금속을 형틀에 부어서 특정한 물건을 제조하는 주조라는 제조공정을 개발을 했죠. 대단한 일입니다. 왼쪽 사진은 지금의 팔레스타인이 있는 근동 지역의 노천에서 쉽게 구할 수 있는 당시에 사용되었던 구리의 원석을 보여주고 있습니다. 구리의 원석을 가루로 내어서 가루로 만든 숯과 함께 섞어서 조야한 형태의 구덩이를 파서 만든 화로 속에서 대롱을 입으로 불어서 산소를 공급하면서 태워서 구리의 원석을 구리로 환원하는 과정을 재현한 사진입니다. 청동이라는 새로운 재료가 등장을 하면서 인류의 석기시대는 저물게 됩니다. 그리고 과거 대부분 돌로 만들었던 것들을 이때부터는 청동이라는 합금 신소재를 이용해서 만들기 시작하죠. 당시의 기록으로서 아직도 남아있는 구약성경에 당시의 사회상이 매우 잘 나타나 있습니다. 청동을 이용해서 굉장히 단단하고 날카로운 무기를 만들기 시작하면서 청동 무기로 무장한 강력한 군대가 등장을 합니다. 이 강력한 군대의 힘을 바탕으로 중앙집권적 정치세력이 등장을 하죠. 구약성경을 읽다 보면 바빌로니아나 이집트와 같은 강력한 국가들이 나타나는데요. 이 국가들이 바로 청동기로 무장한 군대로 중앙집권적 정치세력을 만든, 청동기 문화를 배경으로 성장한 세력들입니다. 당시 농사를 짓는 데에도 여러 가지 연장들이 사용되었는데요. 이 연장들도 역시 단단하고 효율적인 청동으로 만들게 되면서 농업 생산량이 증가하게 됩니다. 음식이 풍족해지면서 그 일대의 인구가 증가하게 됩니다.