로마인들의 놀라운 건축, 알고 보니 콘크리트 덕분? [달콤한 사이언스]

이탈리아 폼페이 고고학 공원에서 발굴된 도기 지붕 기와와 융회암 더미. 폼페이 유적지에서 발굴된 유적들을 통해 고대 로마 건축물들이 콘크리트로 만들어졌다는 사실을 확인했다.

이탈리아 폼페이 고고학 공원 제공

이탈리아 로마는 도시 전체가 유적지라고 할 정도로 고대 로마의 흔적을 곳곳에서 찾을 수 있다. 로마를 찾는 사람들은 수천 년 전에 세워진 콜로세움, 수도교 등이 아직 원형을 유지한 채 남아있다는 점에 놀란다.

이런 상황에서 미국 매사추세츠공과대(MIT) 토목·환경공학과, 지구·대기·행성 과학과, 이탈리아 산니오대 과학기술학과, 삼니움 전통 혁신 연구소, 폼페이 고고학 공원 공동 연구팀은 폼페이 유적지에서 발굴한 미완성 건물에서 발견한 건축 자재를 분석한 결과, 고대 로마인들이 시멘트를 제조하고 콘크리트로 건물을 지었을 가능성이 높다고 밝혔다. 이번 발견에 따르면 로마인들은 지금까지 알려진 것과 다른 새로운 콘크리트 타설법을 사용했다. 이 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 12월 10일자에 실렸다.

고대 로마 건축 기술에 대한 지식 대부분은 기록에 의존한다. 고고학 유적지에서 발견된 도구나 자재는 제한적이고 단편적이기 때문이다. 기록도 조선 시대 정조 대왕의 수원 화성 축성 과정을 기록한 의궤처럼 자세하지 않아 막연하게 추정할 수밖에 없다. 지금까지 과학자와 고고학자들은 고대 로마인들이 가열된 석회암에 물을 섞은 소석회를 이용해 건물의 내구성을 키웠다고 여겼다. 최근에는 생석회를 물과 화산암, 화산재와 직접 혼합하는 고온 혼합 공정으로 건물을 지었을 것이라는 연구도 나왔다. 혼합물이 섞이며 화학반응을 일으켜 열을 내고 식으면 단단해지는 방식이다. 그렇지만, 이 방법을 사용했을 것이라는 직접적인 고고학적 증거는 아직 발견되지 않았다.

이에 연구팀은 폼페이 유적 중 최근 발굴된 건물을 정밀히 조사했다. 해당 건물들은 79년 화산 활동으로 폼페이가 묻히기 직전 공사 중이었으며, 작업자들이 두고 간 건축 자재와 도구들도 보존됐다. 조사 결과, 연구팀은 생석회, 화산재, 골재 등 고온 혼합 기술 사용을 뒷받침하는 재료 전부를 확인했다. 연구팀은 콘크리트를 칠 때 일정 비율을 유지하고, 벽이 수평을 유지하도록 하기 위해 사용됐을 것으로 추정되는 추와 계량 도구도 발견했다. 연구팀은 발견된 건축 자재들의 화학 구성과 미세구조도 분석했다. 그 결과, 현장에서 생석회와 고온 혼합 기술의 적용과 직접 연관될 수 있는 독특한 분자적 특징과 균열, 다공성 패턴을 발견했다. 이를 바탕으로 폼페이 대폭발 이전 폼페이 건축가들이 건설에 고온 혼합 기술을 사용했을 수 있다고 연구팀은 추정했다.

폼페이 유적지에서 새로 발굴된 유적들은 고대 로마 시대 건축이 콘크리트로 지어졌다는 사실을 확인할 수 있엇다.

이탈리아 폼페이 고고학 공원 제공

연구를 이끈 아드미르 마시치 MIT 교수는 “이번 연구는 고대 문헌과 고고학, 재료과학의 공동 연구를 통해 수 세기 동안 유지해 온 고대 로마 건축 기술에 대한 이해를 높여준다”며 “이번 연구 결과를 응용해 현대 건설 공정에 적용한다면 내구성과 지속가능성이 높은 콘크리트 개발에 도움이 될 것”이라고 밝혔다.

유용하 과학전문기자