인류는 어떻게 '철(Fe)'을 사용하게 됐을까

전로 조업 중인 제강 공장의 모습. 포스코 제공.

[이데일리 최선 기자] 우리나라는 2014년 기준 한 해에 7154만 3000t의 조강을 생산하는 국가다. 조강은 영어로는 crude steel로 가공되기 전 철강 원자재를 뜻하는 철강용어다. 이는 세계 5위 규모의 조강생산량이다. 한국이 차지하는 비중은 4.3%다. 전 세계적으로는 같은 기간 16억 6519만 6000t의 조강이 생산되고 있다.

6000년의 철기 사용 역사를 가진 인류는 현대사회인 지금까지도 막대한 양의 철강 제품을 사용하고 있다. 인류는 어떻게 철을 발견해 사용하게 된 것일까.

빅뱅 이후 초기에는 철(Fe)은 존재하지 않았다. 모든 원소는 가장 안정적인 상태로 변환하기 위한 성질을 갖고 있기 때문에 지속적인 핵융합, 핵분열을 거치면서 안정적인 철이 탄생했으리라는 게 학자들이 분석이다. 철이 생산되려면 높은 온도와 압력이 필요하기 때문에 초신성이 폭발할 때 철이 탄생했을 것으로 추정된다.

인류가 철을 사용하게 된 계기와 관련한 주장은 크게 3가지가 있다. 우선 인류가 철기를 사용하기 이전 청동을 사용하면서 원료인 황동석(Cu2Fe2S4)을 사용하는 대신 비슷한 색깔의 적철석을 잘못 채취하면서 철을 발견했으리라는 설인 ‘채광착오설’이 있다.

다음으로는 지표면 위로 드러난 철광석이 우연히 발생한 산불에 녹아버려 철을 알게 되었다는 설이 있다. 마지막으로는 하늘에서 떨어진 ‘운석’에서 철을 발견했다는 설이 있다. 실제 지구에 떨어지는 운석 중에는 철 성분을 많이 담고 있는 운석이 많다. 이를 ‘운철’이라고 부르기도 하는 이유다.

세 가지 설 중 가장 가능성이 높다고 여겨지는 설은 바로 채광착오설이다.

옛 문헌과 발굴된 유적에 의하면 인류가 처음으로 철을 사용한 것은 기원전 4000년경 소아시아 지역에서였다고 한다. 기원전 3000년 무렵에는 메소포타미아와 이집트 지역까지 철을 제련하는 기술이 알려졌다고 전해지고 있다.

인류의 철기시대 진입에 가장 큰 기여를 한 고대국가는 히타이트(Hittite)였다. 히타이트인들은 쇳물을 주물에 넣어 철기를 만드는 것이 아니라 불에 달군 철을 두드려 만든 단철(鍛鐵)을 사용했다. 독보적인 야금 기술과 풍부하게 매장된 철광석을 통해 히타이트 제국은 성장할 수 있었다. 4대 문명 중 하나인 메소포타미아 문명이 발전한 것은 히타이트인들의 철기 제도 기술 덕분이라고 한다.

인류가 본격적으로 철을 사용하게 된 것은 기원전 8세기 경이다. 당시도 인류는 단철 기법으로 철기를 사용했다. 반면 중국에서는 기원전 7~5세기인 춘추시대 이후 단조 철기와 주조 철기를 동시에 만들기 시작한 것으로 알려졌다. 유럽에서는 14세기에 이르러서야 주물을 사용하는 주철 작업이 시작됐으니 중국의 주철 기술은 서양보다 2000년 앞서 등장한 것이다.

△참고=포스코경영연구원 이종민 수석연구원 ‘철 이야기’, 한국철강협회 ‘철강산업 바로알기 100문 100답’