조선반도령역에 해당한 고고자기표준곡선과 고고지자기도작성방법

위대한 령도자 김정일동지께서는 다음과 같이 교시하시였다.

《새로운 과학기술분야를 개척하기 위한 사업도 전망성있게 밀고나가야 합니다.》 (《김정일선집》 증보판 제11권 138페지)

이 글에서는 새로운 경계과학의 하나인 고고자기학분야에서 력사유적유물과 지질학적대상물의 년대결정과 과거 지자기마당의 변동특성을 연구하는데서 중요한 자료로, 수단으로 되는 조선반도령역에 해당한 고고자기표준곡선과 고고지자기도를 국제고고자기자료기지를 리용하여 작성하는 방법에 대하여 서술하였다.

고고자기표준곡선은 일정한 지역(엄밀하게는 어느한 지점)에서 과거시대에 따르는 지자기요소(마당세기 T, 복각 I, 편각 D)값들을 표시한것이고 고고지자기도는 어느한 시대, 일정한 지역안의 모든 지점들에서 지자기요소값들이 등고선으로 표시된 지도이다.

고고자기표준곡선은 지역적한계성을 가지면서 어느한 지역(지점)에서의 시대에 따르는 지자기변동특성을 보여주지만 고고지자기도는 해당 시기 그것이 대표하는 지역전반의 지자기마당분포특성을 반영하며 따라서 시대별로 작성된 고고지자기도는 지역전반에서 시대에 따르는 지자기변동특성을 알수 있게 한다.

고고자기표준곡선과 고고지자기도를 작성하자면 해당 지역안의 모든 지점들에서 시대에 따르는 지자기요소값들이 주어져야 한다. 이러한 자료들은 직접적인 고고자기측정에 의해 주어질수도 있고 국제고고자기자료기지를 리용하여 해석적으로 결정할수도 있다.

직접적인 고고자기측정자료에 의한 고고자기표준곡선과 고고지자기도작성은 방사성동위원소법과 같은 여러가지 절대년대측정방법의 개발과 그것들에 의해 년대가 결정된 고고학적 혹은 지질학적대상의 시료들에 대한 고고자기측정자료의 구축을 전제로 하므로 많은 시간과 로력이 요구된다.

우리는 시공간적으로 조밀한 직접적인 고고자기측정자료가 충분히 구축되여있지 못한 조건에서 국제자료기지를 리용하여 해석적인 방법으로 최단시일안에 조선반도령역에 해당한 고고자기표준곡선과 고고지자기도를 작성할수 있게 하였다.

이 방법의 기본원리는 지자기마당이 전지구적인 현상으로서 1차근사에서 지구상의 임의의 지역들사이에 정확한 해석적련관이 있다는데 기초한다.

다시말하여 지구상의 어느한 지역 A(φ_A,λ_A)에서의 지자기요소값(T_A,I_A,D_A)이 주어지면 다른 한 지역 B(φ_B,λ_B) 에서의 지자기요소값(T_B,I_B,D_B)을 결정할수 있다는것이다. 이것은 지점 A_i(φ_Ai,λ_Ai) 에서 (A_i; 지역 A안의 한 지점) 주어진 T_Ai,I_Ai,D_Ai값으로부터 지자기모멘트 M과 지자기극위치 P(Φ₀, Λ₀) 을 구하고 그로부터 목적하는 대상지역 B안의 모든 지점들 B_i(φ_Bi,λ_Bi) 에서의 지자기요소 T_Bi, I_Bi, D_Bi 값을 결정할수 있다는것을 의미한다(여기서 φ_A, λ_A; A지역의 위도와 경도, T_A, I_A, D_A; A지역에서 마당세기, 복각, 편각, φ_B, λ_B; B지역의 위도와 경도, T_B, I_B, D_B; B지역에서 마당세기, 복각, 편각, A_i; A지역안의 i번째 지점, φ_Ai, λ_A ; 지점 A_i의 위도와 경도, B_i; B지역안의 i번째 지점, φ_Bi, λ_Bi; 지점 B_i의 위도와 경도, T_Ai, I_Ai, D_Ai; 지점 A_i에서 마당세기, 복각, 편각, T_Bi, I_Bi, D_Bi; 지점 B_i에서 마당세기, 복각, 편각, Φ₀, Λ₀; 고지자기극의 위도와 경도를 표시한다).

이로부터 우리는 조선반도령역의 고고자기표준곡선과 고고지자기도를 작성하기 위하여 다음과 같이 하였다.

지금까지 발표된 국제고고자기자료기지의 자료들을 류형별로 분류하고 그로부터 목적하는 대상지역에서의 지자기요소값들을 계산할수 있는 해석식들을 유도하였다.

일반적으로 국제고고자기자료기지의 자료들은 4가지 류형으로 즉

ㄱ) 년대에 따르는 지자기모멘트 M과 고지자기극위치 P(Φ₀, Λ₀) 값자료

ㄴ) 지역 A(φ_A,λ_A) 에서 년대에 따르는 T_A, I_A, D_A 값자료

ㄷ) 지역 A(φ_A,λ_A) 에서 년대에 따르는 I_A, D_A 값자료

ㄹ) 년대에 따르는 고지자기극위치 P(Φ₀, Λ₀) 값자료

로 분류되는데 이것은 본질에 있어서 다음과 같은 2가지 류형에 귀착된다.

1류형; 위도가 φ_A, 경도가 λ_A인 지역 A에서 년대에 따르는 T_A, I_A, D_A 값자료가 다 주어진 경우

2류형; 위도가 φ_A, 경도가 λ_A인 지역 A에서 년대에 따르는 I_A, D_A 값자료만 주어진 경우

1류형자료에 의한 고고자기표준곡선과 고고지자기도작성방법은 다음과 같다.

1류형자료로부터 1계1차 가우스곁수들을 구하고 그로부터 목적하는 대상지역 B (우리의 경우 조선반도령역)의 모든 지점 Bi(φ_Bi,λ_Bi) 에서의 지자기요소 T_Bi, I_Bi, D_Bi값들을 계산한다. 이 자료들은 해당 지역에 대한 평면자료들이다. 이 평면자료들을 가지고 등값선들을 취하는 방법으로 각각 T-고고지자기도, I-고고지자기도, D-고고지자기도를 작성한다.이때 한 지점에 해당한 T (또는 I 혹은 D)값들을 년대순으로 배렬하면 그것은 각각 고고자기 T (또는 I 혹은D)표준곡선으로 된다.

2류형자료에 의한 고고자기표준곡선과 고고지자기도작성방법은 다음과 같다.

2류형자료로부터 고지자기극위치 P(Φ₀, Λ₀)를 계산하고 M>0인 임의의 M값을 취하여 지역안의 모든 지점들에서 T, I, D값을 계산하며 이 자료들을 가지고 I-고고지자기도, D-고고지자기도를 작성한다. 이때 T값자료는 가상적인 M값에 의해 계산된 값이므로 리용하지 않는다.

이상에서 본바와 같이 국제고고자기자료기지를 리용하여 해석적방법으로 조선반도령역에 해당한 고고자기표준곡선과 고고지자기도를 작성하는것이 해석적으로 가능하다.

한편 국제고고자기자료기지의 자료들은 주로 직접적인 고고자기적측정에 의한 자료와 옛 문헌록에 의한 자료가 위주이므로 이 자료기지의 년대값들은 등간격, 련속자료가 아니라 부등간격, 불련속자료이다. 따라서 이러한 국제자료기지를 리용하여 작성된 조선반도령역의 고고자기표준곡선자료나 고고지자기도도 년대구간별 분포가 균등하지 못하고 필요한만큼 조밀하지도 못하다.

사실 고고자기표준곡선이나 고고지자기도가 년대구간별로 필요한 정도로 균등하게, 가능한껏 조밀하게 작성되여있다면 고고자기년대결정과 과거 지자기마당특성에 대한 연구에서 그 리용효과는 더욱 높아질것이다.

우리는 이 문제를 해결하기 위하여 국제고고자기자료기지의 부등간격년대별 고고자기표준곡선자료들에 대하여 적절한 보간법(스플라인보간법 혹은 최단경로가정에 기초한 고지자기극이동경로보간법)을 실시하고 그로부터 얻어진 등간격자료로부터 조선반도령역의 고고자기표준곡선과 고고지자기도를 작성할수 있게 하였다. 이것은 국제자료기지로부터 목적하는 대상지역의 고고자기표준곡선자료를 유도한 다음 보간을 실시하는 방법으로도 할수 있다.

우에서 연구된 방법은 세계 여러 나라와 지역들에서 이미 연구발표된 고고자기표준곡선자료, 국제고고자기자료기지가 방대하게 구축된 오늘의 시점에서 새로 고고자기학적연구를 진행하려는 지역들에 해당한 고고자기표준곡선과 고고지자기도를 짧은 기간에 작성할수 있는 해석적인 방법으로 된다. 또한 직접적인 측정자료에 의하여 이미 고고자기표준곡선과 고고지자기도가 작성되였거나 혹은 앞으로 새로 작성하려고 하는 지역들에서 그의 정확성과 믿음성, 경향성을 검증, 평가, 예측하는데서 중요한 수단으로 된다. 오늘도 국제고고자기자료기지는 끊임없이 새로운 자료들로 보충되고있는것만큼 우에서 서술한 방법을 리용하면 조선반도령역의 고고자기표준곡선과 고고지자기도도 그에 상응하게 부단히 갱신완비할수 있게 된다.