이스라엘 연구진, 우주파를 이용해 템플 마운트 아래 숨겨진 고대 지층과 유물 발견

텔아비브 대학교 물리학자와 고고학자로 구성된 연구팀이 2023년 예루살렘 구시가지 외곽의 지하 동굴에 대형 장치를 설치하는 데 성공했다.

연구진은 로프와 도르래를 이용해 전선, 튜브, 리본, 클램프로 서로 연결된 여러 층의 금속 부품으로 구성된 대형 장치를 동굴 안으로 내려보냈다.

3,000년 전에 묻힌 타임머신 같은 이 장치는 누구도 그런 곳에서 발견되리라 예상하지 못했을 것이다.

실제로 그랬을지도 모른다.

뮤온 탐지기는 고대에 도시의 주요 수원지로 연결되는 비밀 통로를 발견하고 삽을 들지 않고도 작업을 수행하는 데 사용되었다.

이 대학의 고대 이스라엘 연구 책임자인 오데드 립시츠 교수는 다음과 같이 설명한다: "모든 고대 도시에는 비상사태나 전쟁에 대비해 물 공급과 요새화된 비밀 통로가 필요했습니다."

립스키츠는 예루살렘 지하에 있는 터널, 수로, 운하를 지도화하는 프로젝트의 네 명의 코디네이터 중 한 명이다.

뮤온 장치는 텔아비브 대학의 고고학자 팀이 개발한 것으로, 우주선이 지구 대기에 부딪힐 때 생성되는 작지만 강력한 아원자(subatomic) 입자인 뮤온의 각도 분포를 포착하고 등록하도록 설계되었다. 뮤온은 전자와 비슷하지만 훨씬 무겁고 양자 특성으로 인해 파동과 같은 특성을 보이는 경우가 많다.

입자 물리학을 사용하여 여러 층의 고대 정착지로 덮여 있고 다양한 종교에서도 중요한 의미를 지닌 지하 지역을 조사하는 것은 불가능하지는 않지만 매우 어려운 작업이다.

립시츠 교수는 이 방법을 뮤온 방사선 촬영이라고 부르며, 이 기술이 육안이나 전통적인 고고학 방법으로는 볼 수 없는 지하 구조물과 유물을 식별하고 시각화함으로써 수천 년 전 예루살렘의 생활상을 밝힐 수 있다고 믿는다.

또한 아주 초기의 요새와 무덤, 도시의 초기 주민들이 적의 포위 공격에도 계속 물을 이용할 수 있도록 조각했을 수 있는 공간을 밝히는 데도 사용할 수 있다.

대학 연구진은 이 방법을 사용하면 지상의 사람이나 건물을 방해하지 않기 때문에, 사실상 돌 하나도 남기지 않을 수 있다고 언급했다.

프로젝트 코디네이터인 물리천문학부의 에레즈 에치온 교수는 이렇게 말했다: "템플 마운트로 연결될 수 있는 터널을 찾기 위해 지하를 스캔하는 것이 우리의 꿈입니다. 뮤온 탐지기는 지하를 파헤치지 않고 수색할 수 있는 도구를 제공할 수 있습니다"라고 말했다.

대형 뮤온 탐지 장치 중 하나는 기혼 샘 근처에 설치되었고, 두 번째 장치는 약 3,000년 전에 지어진 다윗 성의 대형 성벽인 '돌계단 구조물'에 설치되고 있다. 이 장소는 기혼 샘과 성전 산의 중간에 위치하며 다윗 성의 동쪽 경사면에서 가장 낮은 지점에 있다. 또한 성전산 남쪽에 위치한 실완(Silwan) 지역은 고고학자들이 성경 시대와 직접적인 관련이 있는 예루살렘에서 가장 오래된 지역으로 간주하는 곳이기도 하다.

연구진은 뮤온 탐지기를 성전산 쪽으로 향하게 하여 샘 쪽으로 발굴할 수 없는 터널이나 다른 지하 공간을 탐지할 수 있기를 희망하고 있다.

립시츠 교수는 "역사학자로서 우리의 역사를 이해하는 것이 중요하다고 생각한다"며 "다윗의 성은 세계 3대 유일신 종교의 가장 중요한 유적지"라고 지적한다.

뮤온 입자는 거의 빛의 속도로 이동하고 단단한 암석을 포함한 거의 모든 것을 관통할 수 있기 때문에 연구 대상물을 통과하는 뮤온의 속도를 분석하려면 검출기를 목표 영역 아래에 배치하고 각도를 정확하게 맞춰야 한다.

에치온 교수는 검출기 배치의 중요성에 대해 설명했다.

"뮤온은 하늘에서 오는 것이기 때문에 검출기와 지표면 사이에 편차가 있는지 확인하기 위해 선별된 영역보다 낮은 지점에 검출기를 배치해야 합니다."

"검출기가 예상보다 더 많은 뮤온을 수신하면 지하 여행의 적어도 일부 동안 입자가 물질을 통과하지 않고 빈 구멍을 통과했다는 것을 의미합니다."

고고학자들은 성전 산에서 주요 물 공급원인 기혼 샘까지 많은 터널을 파서 포위 당시에 물을 구할 수 있었다고 추정한다. 

텔아비브 대학교 고고학자 유발 가도트 교수는 고대 예루살렘의 많은 부분이 고고학적으로 미개척지이며, 무슬림들이 하람 알 샤리프(Haram al-Sharif, 신성한 성소)로 숭배하는 성전 산과 현재 팔레스타인 실완 마을이 대부분을 차지하고 있고, 그 자체가 이스라엘과 팔레스타인 분쟁의 도화선이 되고 있는 다윗의 성을 포함한다고 말했다.

"지하 통로와 터널은 예루살렘의 정치 생활에서 중요한 요소였으며, 지금까지 우리는 샘 옆에 위치한 공간을 탐험했지만, 고대 예루살렘의 엘리트들이 여러 가지 이유로 이용한 터널이 더 많이 있습니다"라고 가돗은 말한다.

예를 들어, 제1성전 시대의 기념비적인 유적이 풍부한 다윗의 성과 성전 산 남쪽 가장자리 사이의 지역인 오펠(Ophel)이 이 지역에 물을 공급하기 위해 기혼과 연결되었는지 여부와 그 방법에 대한 의문이 있습니다"라고 설명한다. 뮤온은 이 두 지점을 연결하는 비밀 통로를 밝혀낼 수 있을 것입니다"라고 가돗은 말했다.

"도시의 여러 구역을 연결하기 위해 사용되었을지도 모르는 이 미지의 공간은 우리의 손이 닿지 않는 곳에 있습니다"라고 그는 덧붙였다. "이 공간들을 알게 되면 도시가 어떻게 진화하고 기능했는지에 대한 이해가 달라질 것입니다."

이 계획에 난관이 없는 것은 아니다. 예를 들어, 실완 지역과 그 주변의 고고학 발굴은 여전히 빈번한 긴장의 원천이며, 특히 지금은 다윗 성 고고학 공원을 운영하고 이 지역의 유대인 정착을 지원하는 우파 NGO인 이르 다비드 재단이 이러한 긴장을 부추기고 있기 때문에 더욱 그렇다.

예루살렘의 뮤온 이미징 연구는 아직 초기 단계이기 때문에 에치온과 가돗은 현재 프로젝트는 서로 다른 위치에 단일 탐지기를 배치하여 탐지기와 지표면 사이에 있는 모든 빈 공간의 평면 2D 이미지만 만들 것이라고 말했다.

연구진은 서로 다른 위치에 약 50개의 탐지기를 배치하는 것이 데이터를 삼각 측량하고 신뢰할 수 있는 지하 3D 지도를 만드는 데 더 효과적일 것이라고 생각한다. 하지만 뮤온 검출기 한 대당 가격이 10만 달러에 달하기 때문에, 과학 고고학 프로젝트에는 어려움이 있으며, 이를 위한 충분한 자금을 확보할 수 있을지는 아직 미지수이다.

올 이스라엘 뉴스 스태프

올 이스라엘 뉴스 스태프는 이스라엘의 저널리스트들로 구성된 팀입니다.