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Journal of Conservation Science Vol.33 No.1 pp.1-10
DOI : https://doi.org/10.12654/JCS.2017.33.1.01

Deterioration Evaluation and Petrological Characteristics of the Rock‐carved Seated Buddha of Hwasun Unju Temple, Korea

Jang Jon Lee1, Jae Hwan Kim*, Su Yea Lee**
Conservation Science Division, National Research Institute of Cultural Heritage, Daejeon, 34122, Korea
*X-ray Lab, Center for Research Facilities, Chosun University, Gwangju, 61452, Korea
**Conservation Institute of Buddhist Temple Cultural Heritage, Seoul, 05046, Korea
Corresponding author : jony824@naver.com, +82-42-860-9270
October 17, 2016 February 6, 2017 February 10, 2017

Abstract

The rock-carved seated Buddha of Unju temple of Hwasun, Jeonnam, the only Triad Buddha among the stone Buddhas of Unju temple, is currently designated as a tangible cultural property No. 275 of Jeollanam-do. The rock of the seated Triad Buddha bedrock is light-green andesitic tuff breccia that is composed of quartz and feldspar. The results of measurement of the whole rock magnetic susceptibility characteristics, the rock consists of a single sedimentary layer from top to bottom. The results of ultrasonic velocity measurement, show that the number of frequency of 1500~2000 m/s increased and the number of frequency of 2000~2500 m/s decreased in 2009 compared to 2015, and the measurement value for 2000 m/s or below was 87.5% in 2015, a 68.8% increase in comparison to that in 2009. Moreover, on the top, bottom, left side, and head areas of the Triad Buddha, a partial expanding tendency was observed in the range of low ultrasonic velocity. As weathering of the Triad Buddha occurs in the long term, on-going monitoring is required to ascertain the degree of change with time.


화순 운주사 마애여래좌상의 암석학적 특성 및 손상도 평가

이 장존1, 김 재환*, 이 수예**
국립문화재연구소 보존과학연구실
*조선대학교 장비운영센터 X-선분석실
**(사)사찰문화재보존연구소

초록

전남 화순 운주사 마애여래좌상은 운주사 석불군 가운데 유일한 마애불로써 현재 전라남도 유형문화재 제275호로 지정되어 있다. 암반의 암석은 연녹색의 안산암질 응회각력암으로써 구성광물은 석영과 장석으로 이루고 있다. 전암대 자율 측정 결과, 상부에서부터 하부까지 단일 퇴적층으로 구성되어 있다. 초음파 속도 측정 결과, 2009년에 비해 2015년 은 1500~2000 m/s의 빈도수는 증가하고, 2000~2500 m/s의 빈도수는 감소하였으며, 2015년에 2000 m/s이하의 측정값 이 87.5%로 2009년의 68.8%에 비해 증가하였다. 또한 마애여래좌상의 상부, 하부, 왼쪽부분 및 머리 등에서 부분적으로 저속대의 범위가 확장되는 경향이 관찰되었다. 마애불의 대한 풍화는 장기적으로 발생하기 때문에 시간 경과에 따른 변화 정도를 확인하기 위해서는 지속적인 모니터링이 필요할 것으로 판단된다 .


    Cultural Heritage Administration (CHA)

    1.서 론

    운주사는 전남 화순군 도암면 대초리에 위치하고 있으 며 사적 제312호로 지정되어 있다. 운주사 경내에는 마애 여래좌상(시도유형문화재 제275호) 뿐만 아니라 원형다층 석탑(보물 제798호), 구층석탑(보물 제796호) 석조불감(보 물 제797호), 와불, 다양한 석불 등이 산재하고 있다 (Figure 1). 이 중 마애여래좌상은 운주사 석불군 가운데 유일한 마애불로서 광배(光背)와 대좌(臺座)를 포함한 높 이는 약 5.16 m로 자연암반에 조각되어 있다(Figure 1A). 대부분의 마애여래좌상은 자연환경에 직접적으로 노출되 어 있어 자연적 및 인위적인 요인에 취약하며, 암반의 불연 속면의 분포 및 형태 등과 함께 훼손되는 사례가 많다. 이 러한 암반 구조불의 안정성을 확보하고 장기적인 보존을 위해서는 암반의 풍화를 일으키는 메커니즘 규명과 함께 (Kang et al., 2011) 계속적인 모니터링이 필요하다. 또한 보존처리와 복원을 수행하기 위해서는 마애불을 구성하고 있는 암석의 풍화특성을 잘 이해하고, 이에 대한 정확한 원 인을 찾아 분석하는 것이 중요하다(Kang et al., 2013).

    운주사 주변 일대에는 응회암이 넓게 분포하고 있으며, 운주사 경내에 있는 석조문화재들 역시 대부분 운주사 일 대에 분포하는 응회암으로 구성되어 있다. 이러한 응회암 으로 구성하고 있는 석조문화재 중 원형다층석탑 및 석조 불감, 광배석불 등의 재질 및 풍화 특성에 대한 많은 선행 연구가 진행된 바 있다(Park, 2008; Park et al., 2009; 2012; Kang et al., 2013). 또한 국립문화재연구소에서 운 주사 석조문화재의 재질 특성 및 손상 메커니즘, 보존처리 제 적용성 연구 등을 위해 마애불을 비롯하여 주변 암반의 과학적 조사 연구를 수행한 바 있다(National Research Institute of Cultural Heritage, 2009). 본 연구는 전남 화순 운주사 경내에 자연 환경하에 노출되어 있는 마애여래좌 상에 대하여 손상도 평가를 하고자 하였다. 이를 위해 마애 여래좌상의 구성 암석에 대하여 재질분석을 실시하고, 풍 화 훼손 상태 및 요인에 대해 살펴보았으며, 2009년과 2015년에 각각 초음파 속도를 측정하여 비교 분석 하였다. 이러한 동일 석조문화재를 대상으로 수 년의 시간 차이를 두고 초음파 속도를 측정하고, 모니터링 한 연구 사례가 드 물다. 향후 초음파 속도를 이용한 석조문화재의 손상도 평 가에 있어 기초자료로 활용되고자 한다.

    2.연구방법

    이 연구에서는 마애여래좌상에 대한 풍화훼손상태 및 사이트환경을 살펴보았으며, 구성암석에 대한 암석학적 특징을 파악하기 위해 마애여래좌상이 새겨진 암반에서 탈락된 암석 시료를 수습하여 분석에 이용하였다. 우선 마 애여래좌상의 대자율 분포를 살펴보기 위해 광배부터 좌 대에 이르기까지 전체적으로 전암대자율을 측정하였다. 측정 기기는 ZH Instruments사의 SM-30 모델을 이용하였 으며 대자율 단위는 10-3 SI Unit이다. 구성암석의 광물조 성 및 풍화에 의한 변질광물의 생성 등을 관찰하기 위해 편 광현미경을 이용하였다. 또한 구성광물이 미세 입자이거 나, 변질이 심할 경우 오류를 범하지 않기 위해 Panalytical 사의 X’Pert PRO를 이용하여 X-선회절분석을 실시하였 다. 마애여래좌상의 구성암석은 역을 포함하고 있어 X-선 회절 분석에 사용한 시료는 1 kg 정도의 암석을 파쇄한 후 이 중 100 g을 분리하여 미세 분쇄하였으며, 최종 X선 회 절 분석용으로 10 g을 아게이트 용기에 넣어 200 메쉬 정 도의 분말로 분쇄 하여 시료로 사용하였다. 이 때 타겟으로 사용된 X-선은 CuKα(1.5406 Å)이며, 가속전압 및 전류 는 각각 40 kv와 30 mA이다. 마애여래좌상이 새겨진 암반 의 물성을 평가하기 위해 초음파 속도를 측정하였으며, 각 측정값은 도면에 투영하여 전체적인 풍화도를 분석하였다. 이를 측정 시기에 따른 풍화도를 비교하기 위해 2009년 측 정 자료와 비교하였다. 사용된 초음파 측정기는 Proceq사 의 Pundit Lab이다.

    3.마애여래좌상의 특징

    마애여래좌상의 전체 형상은 선각(線刻)에 가까울 정도 로 얕게 부조하였으며 옷 주름과 대좌의 연꽃무늬 등 세부 표현은 가늘게 음각(陰刻)하였다. 그러나 마애여래좌상이 새겨진 암반은 다양한 훼손 요인에 의해 복합적으로 훼손 되어 있으며, 변색 및 지의류 등에 의해 피복되어 있어 전 체적인 형상를 알아 볼 수 없는 실정에 이르고 있다(Figure 2). 이에 3D스캔을 실시하여 불상의 의습선을 보다 명확히 확인하여 마애여래좌상의 특징을 살펴보았다(Conservation Institute of Buddhist Temple Cultural Heritage, 2012). 3D스캔 결과를 살펴보면, 얼굴은 계란형으로 길고 둥글며 위쪽으로 육계가 표현되어 있다. 눈과 입은 보이지 않는데 이는 애초에 생략된 것으로 보인다. 코는 기다란 이등변 삼 각형 형태로 크게 양각되었으며, 콧부리가 육계 바로 아래 에서 시작해 이마와 머리가 없는 비현실적인 모습이다. 귀 는 크고 길쭉하며 귓바퀴가 뚜렷하다. 목은 상당히 길고 두 터우며 평행한 3조의 선으로 삼도(三道)를 선각하였다 (Figure 3A). 신체표현은 어깨가 당당한 편이며, 허리가 매 우 길다. 그러나 결가부좌(結跏趺坐)한 무릎의 폭이 넓어 당당한 어깨와 함께 전체적으로 안정된 비례감을 지니고 있다. 수인(手印)은 양손을 ‘∧’형으로 가슴 앞에 모아 왼 손이 오른손을 감싸 쥐고 있으며, 옷소매에 덮어져 있는 모 습이다(Go, 2007). 불의(佛衣)는 편단우견(偏袒右肩)으로 왼쪽 어깨와 오른쪽 소맷자락, 하반신에만 평행한 선으로 주름을 표현하였다(Figure 3B). 이러한 ‘∧’형 수인, 즉 지 권인과 편단우견의 조합은 불국사 금동비로자나불좌상, 괴산 각연사 석조비로자나불좌상, 밀양 천황사 석조비로 자나불좌상, 한천사 철조여래좌상 등 9세기 통일신라불상 에서 확인되는바 운주사 마애여래좌상의 도상적 연원을 9 세기 통일신라 불상에서 찾아볼 수 있다(Joo, 2016). 또한 가부좌를 한 다리는 중앙부분의 마모가 심해 발의 위치는 확인되지 않으나 오른발을 왼 다리위에 올린 길상좌(吉祥 坐)로 추정된다(Figure 3C). 마애여래좌상의 상호 표현, 수 인 및 옷 주름 형식 등은 운주사 경내에 분포하는 다른 불 상과 유사하여 다른 독립된 석불들과 마찬가지로 동일시 기에 동일 작가군에 의해 조성된 것으로 추정된다. 그러나 마애여래좌상이 새겨진 위치, 규모, 광배와 대좌를 모두 갖 추고 있는 점 등은 마애여래좌상이 운주사에서 큰 비중을 차지하고 있었음을 짐작케 하며, 운주사 불상군의 성격과 양식을 연구하는데 있어 중요한 자료라고 할 수 있다.

    4.사이트 환경 및 주변지질

    4.1.사이트 환경

    운주사 일대는 내륙산간지방에 위치하고 있어 대륙성 기후의 영향으로 인해 한서의 차가 심하며 기온의 연교차 도 크게 나타난다. 또한 황해에서 불어오는 습윤한 북서풍 의 영향으로 겨울철에는 많은 눈이 내리는 것으로 알려져 있다. 마애여래좌상은 운주사 경내 암반 사면에 새겨져 있 으며, 정북 방향을 기준으로 동쪽으로 30° 틀어진 방향에 위치하고 있다. 최근 5년 동안 기상청 자료를 이용하여 운 주사 일대 기온, 강수량, 상대습도를 살펴보면 1~2월 평균 기온은 1.5℃, 7~8월 평균기온은 27.3℃, 연평균 기온은 14.2℃, 상대습도는 66.6%이다. 연 강수량은 1,445.6 mm 로서 북태평양 고기압의 영향을 받는 여름철에 집중된다 (Park, 2008). 이를 Fooks et al.(1971)의 석조문화재에 대 한 기후와 풍화와의 관계모식도에 적용할 때 운주사 일대 는 중간 풍화(Moderate Decomposition) 영역에 해당된다 (Figure 4). 또한 하루 동안 마애여래좌상이 새겨진 암반에 대하여 실제적으로 조사되는 일조량의 범위를 알아보았다. 조사 당일은 화창한 날씨였으며, 일출과 일몰 방위각은 각 각 62°14’, 297°48’이다. 하루 중 마애여래좌상 및 암반에 조사되는 빛의 영역을 살펴보기 위해 2D에 도식해 본 결 과, 일출이 시작한 이후 09시에 암반 우측 상단부에서 일부 빛(5.2%)이 조사되기 시작 된 후 정오를 기점으로 마애여 래좌상 및 암반의 약 50% 정도의 빛이 조사 되었다. 15시 에 가장 많은 빛(58.2%)이 조사 되었으며, 16시 이후로는 빛이 관찰되지 않았다(Figure 5). 마애여래좌상 및 암반에 미치는 조사되는 빛은 대체적으로 12시~15시까지였으며, 14시에 23.0%로 감소현상을 보이는데, 이는 당시 구름 및 주변 수목에 의한 영향으로 보인다(Youngsan Cultural Heritage Research Institute, 2016).

    4.2.주변지질

    운주사는 행정구역상 전남 화순 도암면에 위치하고 있 으며, 이 지역에 대한 개략적인 지질 분포를 살펴보면 (Figure 6) 선캠브리아기 변성퇴적암류를 기저로 이를 부 정합으로 덮는 평안누층군에 해당하는 천운산층, 유천층 군에 대비되는 유치역암, 화순안산암과 산성응회암 그리 고 상기의 모든 암층을 부정합으로 덮는 제4기층으로 구성 된다(Kang et al., 2013).

    선캠브리아기 변성퇴적암류로는 규암으로 된 용암산층, 편암 및 규암을 주로 한 오산리층과 천운산층으로 구분된 다. 이 중 천운산층은 회백색조립질사암, 역질조립사암 및 흑색셰일로 구성되며, 화순지역에 분포하는 평안누층군중 에서 가장 광범위하게 분포되어 있으며 그 층후는 약 700 m에 이른다(Cheong and Kim, 1966; Kang et al., 2013). 연구지역에 분포하는 백악기 퇴적암류로는 암상과 산상에 따라 하위로부터 인곡응회암, 유치역암, 다도응회암, 각력 응회암, 운월리응회암층이 피복하고 있으며, 산성암맥이 관입하고 있다(Park, 2008). 인곡응회암은 대체로 암회색 을 띠는 조립질 응회암과 화산력 응회암으로 되어 있으며 적색 응회암과 호층을 이루는 부분도 나타난다. 유치역암 은 연구지역의 남동부지역에 분포하며, 담회색의 역암, 사 암, 화산쇄설암 및 셰일로 구성된다. 이 역암을 구성하는 역은 아각상-아원상을 보이며 분급이 불량하다(Cheong and Kim, 1966; Kang et al., 2013). 다도응회암은 연구지 역의 남서부에 넓은 면적을 차지하며, 입도에 따라 화산력 응회암, 조립질 응회암, 세립질 응회암, 각력 응회암으로 세분할 수 있다. 덕촌리, 도동리, 봉하리에서는 세립질 응 회암이 우세하고 쌍효리, 청용리, 운월리 부근과 우산리, 대초리 부근에서는 화산력 응회암이 우세하다(Cheong and Kim, 1966; Park, 2008).

    5.암석 및 광물학적 특징

    운주사 마애여래좌상 및 암반은 지질학적으로 층리가 잘 발달하고 있으며, 구성 암석은 연녹색의 안산암질 응회 각력암으로써 다양한 크기의 역들이 존재하고 있다(Figure 7A, 7B). 마애여래좌상이 새겨진 암반에서 떨어진 파편을 수습하여 암석의 광물 조성, 조직 및 풍화에 의한 변질 광 물 등을 알아보기 위해 편광현미경 관찰 및 X-선 회절 분 석을 실시하였다.

    편광현미경 하에서, 구성광물은 석영과 사장석, 정장석, 그리고 드물게 흑운모 등이 관찰되었다. 유리질의 장석과 석영이 용결구조를 잘 보여주며 일부 장석은 풍화되어 견 운모화 되어 있다. 또한 석영과 장석의 반정이 드물게 들어 있으며 침상 결정들이 산재해 있다. 이러한 특징은 응회각 력암의 특징을 잘 반영하고 있다(Figure 7C, 7D). X-선 회 절 분석 결과, 대부분 석영과 장석으로 동정되어 편광현미 경 분석 결과와 유사함을 알 수 있다(Figure 7E).

    마애여래좌상이 새겨진 암반의 높이는 약 5.16 m에 이 르기 때문에 암석의 자기적 특성을 이용하여 동일 퇴적층 으로 구성되어 있는지 확인하였으며, 운주사 경내에 분포 하는 석조문화재의 구성 암석과 비교하여 동질성을 확인 하였다. 전암대자율 측정은 대자율 측정기를 이용하였으 며, 마애여래좌상을 포함한 암반 전면에 대하여 상부(상부 에서 얼굴까지), 중부(몸체), 하부(좌대이하)로 나누어 광 배에서 좌대에 이르기까지 전체적으로 측정하였다. 전암 대자율은 물질이 자화될 수 있는 정도를 나타내는 지수로 서 자화강도와 자기장의 비이며, 동일 마그마에서 생성된 암석은 유사한 값의 분포를 보여 육안으로 판단하기 힘든 시료를 구분하는데 용이하다. 이러한 특성을 이용하여 최 근까지 석조문화재에 사용된 부재의 원산지 해석 연구에 유용하게 활용되었다(Jwa et al., 2000; Cho and Jwa, 2005; Jwa et al., 2006; Lee et al., 2012a; Chun et al., 2013). 마 애여래좌상 및 암반에 대한 전암 대자율 측정 결과, 0.049~ 0.310(×10-3 SI unit)의 값의 분포를 보인다. 상부는 0.069~ 0.310(×10-3 SI unit), 중부는 0.050~0.159(×10-3 SI unit), 하 부는 0.049~0.253(×10-3 SI unit)로서 유사한 값의 분포를 보여 동일 마그마로부터 생성된 암석으로 이는 단일 퇴적 층임을 지시한다(Figure 8A). 이를 운주사 경내에 분포하 는 석조문화재 9기를 대상으로 전암 대자율을 측정한 후 비교하였다. 다층석탑은 0.048~0.315(×10-3 SI unit), 원형 다층석탑은 0.158~0.336(×10-3 SI unit), 석조불감은 0.124~ 0.250(×10-3 SI unit), 석조불감 앞 칠층석탑은 0.112~ 0.214(×10-3 SI unit), 수직문칠층석탑은 0.119~0.259 (×10-3 SI unit), 쌍교차문칠층석탑은 0.154~0.374(×10-3 SI unit), 칠층석탑은 0.172~0.338(×10-3 SI unit), 구층석탑은 0.119~0.280 (×10-3 SI unit), 원반형다층석탑은 0.156~0.275(×10-3 SI unit) 로 측정 되었다(Figure 8B). 운주사 경내에 분포하는 석조 문화재 역시 대부분 응회암으로 조성되어 있으며, 전암대 자율 측정 결과 역시 마애여래좌상이 새겨진 암반과 유사 한 값의 분포를 보인다. 이는 운주사 경내에 분포하는 석조 문화재는 운주사 경내 주변 암석으로 조성되었음을 의미 한다.

    6.훼손현황

    마애여래좌상은 현재 아무런 보호시설 없이 오랜 시간 동안 자연환경에 그대로 노출되어 왔기 때문에 대부분의 석조문화재와 마찬가지로 물리적 풍화가 발생하고 있다. 마애여래좌상이 새겨진 암반은 전체적으로 일정한 방향으 로 층리가 잘 발달하고 있으며(Figure 9A), 암편이 빠져나 간 공동(Figure 9B), 균열 및 탈락 등의 물리적 풍화가 중 복적으로 나타난다(Figure 9C). 마애여래좌상 전면에 발생 한 균열 및 이격은 우기에 수분의 이동과 온도 변화가 반복 됨에 따라 물리적 훼손 양상이 가중될 것이라 판단된다. 공 동은 응회암의 포함되어 있던 암편이 빠져나간 흔적으로 기질과 암편 사이의 구성광물이 풍화 되어 약화됨을 의미 한다. 또한 마애여래좌상에는 수분과 조암광물의 반응에 의한 광물학적 변색이 전면에서 관찰되며 특히 마애여래 좌상이 새겨진 암반에는 다양한 형태의 지의류가 분포하 고 있으며, 고착지의류, 엽상지의류, 분말 형태의 지의류가 대부분을 차지하고 있다. 그 외에도 선태류에 해당하는 이 끼 및 초본식물이 식생하고 있다(Figure 9D~9I). 이러한 훼손 유형을 바탕으로 풍화훼손지도를 작성해 본 결과, 마 애여래좌상이 새겨진 암반은 전체적으로 훼손 되어 있으 며, 다양한 훼손 요인에 의해 복합적으로 훼손되어 마애불 의 형체를 알아 볼 수 없는 실정에 이르고 있다(Figure 9J).

    7.초음파 속도를 이용한 손상도 평가에 대한 고찰

    화순 운주사 마애여래좌상은 다양한 훼손요인에 의해 복합적으로 훼손되어 있으며, 이러한 풍화 양상은 마애불 의 풍화작용을 촉진하는 요인이며, 이는 결국 암석의 물리 적 성질을 약화시켜 암반에 새겨진 불상의 형태를 알아볼 수 없는 결과를 초래할 것으로 판단된다. 따라서 마애여래 좌상을 구성하고 있는 암반의 물성을 정량적으로 평가하 기 위해 암반의 전면에 걸쳐 초음파 속도를 측정하였으며, 이를 과거(2009년) 초음파 속도 측정 자료와 비교하였다. 초음파 속도 측정 방법은 최근 석조문화재의 풍화 훼손 상 태를 정량적으로 평가하는데 활용되고 있으며, 측정온도, 장비운영자에 따른 초음파 속도의 차이는 대부분 오차 범 위 내에 있으며 풍화도 산정에 큰 영향을 미치지 않는 것으 로 보고 된 바 있다(Lee et al., 2012b). 그러나 마애여래좌 상과 같이 요철이 심하고, 절리 및 균열이 발달하고 있는 암반에서는 측정 위치에 따라 초음파 속도의 변화가 발생 할 것이며, 이는 결국 암석의 풍화등급을 설정하는데 오류 를 범할 가능성이 높다. 초음파 속도 측정 방법은 2009년 과 동일하게 적용하였으며, 초음파 방출 및 수신을 위해 54 kHz 트랜스듀서를 사용하였으며, 측정 거리는 20 cm로 고 정하였다. 또한 마애여래좌상이 새겨진 암반의 형태를 고 려하여 간접전달 방식으로 실시하였다. 초음파 속도 지점 은 2009년과 최대한 유사한 영역에서 측정하도록 격자망 을 설치하여 측정하였다.

    마애여래좌상의 전면에 대한 초음파 속도 측정 결과, 2009년은 262~3513 m/s, 2015년에는 327~3058 m/s의 광 범위한 범위를 보인다. 2009년과 2015년 초음파 속도 범 위는 유사하여 단위 속도별(500 m/s)로 구간을 설정하고 빈도수를 계산하여 비교하였다. 2009년과 2015년의 초음 파 속도 측정 횟수는 동일하나, 2009년의 경우 12지점에 대하여 측정이 되지 않은 지점이 2015년에는 500 m/s 이 하의 값으로 측정되었다. 2009년의 초음파 속도 자료와 비 교해보면 2015년의 측정 결과에서 특징적으로 2000 m/s 이상의 측정 지점이 감소하고, 상대적으로 1500~2000 m/s 의 측정지점이 증가하였다(Figure 10A, 10B). 2009년과 2015년 초음파 속도 측정 결과를 이용하여 측정 지점에 따 른 초음파 속도를 투영하여 2D모델링 해본 결과, 2009년 과 2015년에서 각각 마애여래좌상의 흉부 및 암반의 왼쪽 부분에서 낮은 초음파 속도를 보이며, 풍화 경향은 유사하 게 나타난다. 2015년의 측정 결과에서 마애여래좌상의 상 부, 하부, 왼쪽부분 및 머리 등에서 부분적으로 저속대의 범위가 확장되는 경향이 관찰된다(Figure 11). 이상의 결과 를 종합해 보면 2009년에는 2000 m/s이하의 값이 68.8% 인 반면 2015년에는 87.5%로 전체적으로 낮은 값을 보여 암반의 물성이 매우 취약한 것으로 해석 될 수 있다. 마애 여래좌상은 다양한 풍화 훼손 양상을 보이고 있으며, 암석 의 풍화에 영향을 미치는 풍화 요인을 내포하고 있다. 초음 파 속도를 이용한 손상도 평가에서 마애여래좌상이 새겨 진 암반은 응회각력암이므로 표면이 매우 불균질 하며, 태 생적으로 발달된 선구조 등으로 인해 측정 지점에 따라 초 음파 속도의 차이가 크기 때문에 암석풍화에 의한 초음파 속도의 감소와는 구분 되어야 된다. 그러나 암석에 대한 풍 화는 장기적으로 발생하기 때문에 계속적인 손상도 평가 및 암반의 상태를 고려한 해석이 필요할 것으로 판단되며, 2015년에 초음파 속도의 저속대가 확장되는 경향은 초음 파 속도를 이용한 마애여래좌상의 손상도 평가에 있어 의 미가 있다고 판단된다.

    8.결 론

    현재 마애여래좌상 및 암반 표면은 일정한 방향으로 층 리가 잘 발달되어 있으며, 계속적인 풍화과정으로 인해 물 리적, 화학적, 생물학적 풍화로 인해 여러 훼손 양상이 관 찰된다. 전반적으로 박리박락에 의해 훼손되어 있으며, 다 양한 크기의 역들이 제거되어 외부 형태만이 남아 공동으 로 나타나고 있다. 또한 산화에 의한 변색과 지의류, 선태 류 및 초본 식물에 의해 피복되어 있어 전체적인 마애불의 형체를 알아 볼 수 없는 실정에 이르고 있다. 이러한 마애 여래좌상의 장기적인 보존을 위해서 2009년과 2015년도 에 각각 초음파 속도를 이용하여 손상 정도를 평가하고 다 음과 같은 결론을 도출하였다.

    • 1. 운주사 일대는 기후와 풍화와의 관계로부터 중간 풍 화(Moderate Decomposition)에 해당하며, 하루 중 암반에 조사되는 일조량은 제한적이므로 다소 습한 환경에서 오 랜 시간 동안 직·간접적인 풍화 환경에 노출되어 있다.

    • 2. 마애여래좌상의 구성암석은 연녹색의 안산암질 응회 각력암으로서, 전체적인 전암대자율 측정값의 분포 범위 를 볼 때 단일 퇴적층이며, 운주사 경내에 분포하는 다른 석조문화재(석조불감, 원형다층석탑 등)와 동일 암석임을 지시한다.

    • 3. 초음파 속도를 이용한 마애여래좌상의 손상도 평가 결과, 2009년에는 262~3513 m/s, 2015년에는 327~3058 m/s의 분포를 보여 유사한 속도 범위를 보이나, 이를 단위 속도별 빈도수를 비교해 보면 2009년의 경우 2000 m/s이 하의 값은 68.8%인 반면 2015년의 경우 87.5%로 2015년 에 암반의 물성이 매우 취약한 것으로 해석 될 수 있다. 하 지만 마애여래좌상이 새겨진 암반은 응회각력암으로 표면 이 매우 불균질 하며, 태생적으로 발달된 선구조 등으로 인 해 측정 지점에 따라 초음파 속도의 차이가 크기 때문에 암 석 풍화에 의한 초음파 속도의 감소와는 구분 되어야 된다.

    • 4. 초음파속도를 이용한 2D모델링 결과, 2009년과 2015년에서 각각 마애여래좌상의 흉부 및 암반의 왼쪽 부 분에서 낮은 초음파 속도를 보이며, 풍화 경향은 유사하게 나타난다. 특히 2015년의 측정 결과에서 마애여래좌상의 상부, 하부, 왼쪽부분 및 머리 등에서 부분적으로 저속대의 범위가 확장되는 경향이 관찰된다. 이러한 경향은 초음파 속도를 이용한 손상도 평가에 있어 의미가 있다고 판단된다.

    사 사

    이 연구는 문화재청 국립문화재연구소 “문화유산 융복합연 구(R&D)” 지원을 받아 수행한 연구임을 명기하며, 위 기관의 지원에 감사드립니다. 또한 2015년 조사에 많은 협조를 해 준 사찰문화재보존연구소와 운주사 관계자분께 감사드립니다.

    Figure

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    The stone cultural properties of Hwasun Unju temple. (A) Rock-carved seated buddha, (B) Cylindrical multi- storied stone pagoda, (C) Nine-storied stone pagoda, (D) Shrine of stone pagoda, (E) Wabul, (F) Stone buddha.

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    Rock-carved seated buddha of Hwasun Unju temple.

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    3D scan of rock-carved seated buddha of Hwasun Unju temple. (A) Head part, (B) The upper half of the body, (C) The lower half of the body(Conservation Institute of Buddhist Temple Cultural Heritage, 2012).

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    Relationship between climate and weathering( Fooks et al., 1971).

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    Irradiance area of sunlight over the time.

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    Geologic map of the study area(modified after Cheong and Kim(1966)).

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    The analysis results of material for rock-carved triad buddha of Hwasun Unju temple. (A) Bedding developed on the rock-carved triad buddha, (B) Conglomerate and cavity on stone surface, (C) Photomicrograph of tuff breccia showing welded texture and phenocryst of quartz and plagioclase, (D) Photomicrograph of tuff breccia showing needle- shape crystal, (E) X-ray diffraction analysis.

    JCS-33-1_F8.gif

    Histograms of magnetic susceptibility. (A) Magnetic susceptibility of rock-carved seated buddha, (B) Magnetic susceptibility of stone cultural properties distributed in Unju temple.

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    Deterioration aspects of rock-carved triad buddha. (A~C) Physical weathering, (D~I) Biological weathering, (J) Weathering deterioration map.

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    Frequency graph of ultrasonic velocity. (A) 2009Year, (B) 2015Year.

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    2D modeling of ultrasonic velocity. (A) 2009Year, (B) 2015Year.

    Table

    Reference

    1. Cheong CH , Kim KS (1966) The geological map ofNeungju sheet , Geological Survey of Korea, ; pp.1-42
    2. Cho KM , Jwa YJ (2005) Study on the source area ofthe stones from stone-cultural properties -Geomorphologicaland petrological approach for the Iksan area , Jour. Petrol.Soc. Korea, Vol.14 (1) ; pp.24-37
    3. Chun YG , Lee CH , Jun BK (2013) Lithologicalcharacteristics and provenance interpretation of JinyangriGakgol Dolmen in Hampyeong, Korea , Journal of theGeological Society of Korea, Vol.49 (4) ; pp.517-526
    4. (2012) Maintenance into Un-ju temple districtsin Hwasun, ; pp.1-267
    5. Fooks PG , Dearman WR , Franklin JA (1971) Someengineering aspects of rock weathering , QuarterlyJournal Engineering Geology, Vol.4 ; pp.139-185
    6. Go CS (2007) A study on the “Un-Ju-Sa”. dissertation, Chonnam National University, ; pp.1-94
    7. Joo SW (2016) A study on art historical significance ofrock-carved triad buddha of Hwasun Unju temple, A studyon research and conservation treatment of rock-carved triadbuddha of Hwasun Unju temple, Youngsan Cultural Heritage Research Institute, ; pp.1-170
    8. Jwa YJ , Lee SW , Kim JS , Sohn DW (2000) Sourcearea of stones used for the stone buildings of Bulguksatemple and Seokguram grotto , Journal of the GeologicalSociety of Korea, Vol.36 (3) ; pp.335-340
    9. Jwa YJ , Kim KK , Ko SB , Kim JS (2006) Sourcearea of the rocks using the west stone pagoda ofGameunsaji temple site, Korea , Jour. Petrol. Soc. Korea, Vol.5 (3) ; pp.128-138
    10. Kang DW , Obara Y , Hirata A , Kang SS (2011) Weathering characteristics of rock under naturalenvironment and strength evaluation of weathered rock , Journal of Korean Society for Rock Mechanics, Vol.21 (6) ; pp.60-470
    11. Kang SS , Ko CS , Kim CB , Jang BA (2013) Analysis of weathered state on a halo stone buddha, Unjutemple of Hwasun, Korea using low frequency flawdetector , The Journal of Engineering Geology, Vol.23 (3) ; pp.35-246
    12. Joo SW (2016) A study on art historical significance of rock-carved triad buddha of Hwasun Unju temple, A study on research and conservation treatment of rock-carved triad buddha of Hwasun Unju temple, Youngsan Cultural Heritage Research Institute, ; pp.1-170
    13. Lee MS , Lee JM , Kim JH (2012a) Materialcharacteristics and ultrasonic velocity diagnosis of thefive-storied stone pagoda in Tamni-ri, Uiseong , UNHWAJAE Korean Journal of Cultural HeritageStudies , Vol.45 (1) ; pp.70-85
    14. Lee YJ , Kim YS , Lee MH , Han JH , Kim MS (2012b) Assessment and calibration of ultrasonic velocitymeasurement for estimating the weathering index of stonecultural heritage , The Journal of The Korean EarthScience Society , Vol.33 (2) ; pp.126-138
    15. (2009) Development on evaluation technology for weatheringdegree of stone cultural properties,
    16. Park SM (2008) Deterioration diagnosis and conservation environmental assessment of the stone buddhas and shrine in Unjusa temple, Hwasun, Korea. Master’s thesis, Kongju National University, ; pp.1-197
    17. Park SM , Lee CH , Lee MS , Kim SD (2009) Analysis of microclimate and conservation environmentof the stone buddha and shrine in Unjusa temple, Hwasun,Korea , Econ. Environ. Geol, Vol.42 (1) ; pp.73-84
    18. Park SM , Lee MS , Kim JH , Lee CH (2012) Material characteristics and deterioration assessment formulti-storied round shape stone pagoda of Unjusa temple,Hwasun, Korea , MUNHWAJAE Korean Journal ofCultural Heritage Studies, Vol.45 (1) ; pp.86-101
    19. (2016) Conservation treatment of rock-carved triad buddha in Un-ju temple, ; pp.1-113

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