인류는 언제부터 불을 썼을까요? — 동굴 깊은 곳, 올빼미가 토해 낸 작은 뼈가 타 있었습니다

인류는 언제부터 불을 곁에 두었을까요? 이 질문이 어려운 건 불의 흔적이 잘 안 남아서만이 아닙니다. 남아 있어도 누가 피웠는지 가르기가 어렵거든요. 2026년 6월 PLOS One에 실린 논문은 뜻밖의 증거를 내밀었습니다. 남아프리카공화국 원더워크 동굴 깊은 곳, 올빼미가 토해 낸 펠릿 속 작은 동물 뼈예요. 연구진은 그 뼈 일부가 불에 탔다는 걸 두 가지 방법으로 확인했고, 그 층의 연대를 107만~179만 년 전으로 봅니다. 논문 전문을 직접 읽고, 무엇이 확인됐고 무엇이 해석인지 갈라 봤습니다.

01불의 흔적은 왜 가리기 어려울까

오래된 불이 남기는 흔적은 몇 가지로 정해져 있습니다. 재와 숯, 불에 구워진 흙, 열을 받아 표면이 동그랗게 튀어 나간 석기, 그리고 불탄 뼈. 문제는 이 흔적들이 사람만의 것이 아니라는 데 있어요.

• 산불. 초기 인류가 살던 아프리카 사바나는 원래 불이 잦은 땅입니다. 논문은 이런 열대 사바나 생물군계가 오늘날 바이오매스 연소로 나오는 탄소의 약 60% 이상을 차지한다는 연구를 인용하고, 아프리카를 "불의 대륙"이라 부르는 표현까지 소개해요. 그러니 탁 트인 야외 유적에서 불탄 흙이 나오면, 사람이 피운 불인지 들불이 지나간 자리인지 가르기 어렵습니다.
• 색의 속임수. 뼈는 불에 타면 갈색·검은색(그을림)을 거쳐 아주 높은 온도에서는 회색·흰색(하소)이 됩니다. 그런데 땅속에서 오래 묻혀 있는 동안 망간 산화물이 끼면 탄 것처럼 검어지고, 주변 물의 플루오린(불소)이 뼈 광물에 스며들면 하소된 것처럼 하얘질 수 있어요. 논문은 색 분류가 첫 단계로는 쓸모 있지만 그것만으로는 불의 증거가 될 수 없다고 못 박습니다.
• 먹이였던 뼈의 애매함. 사람이 먹고 버린 동물 뼈라면, 고기를 구웠는지 버린 뼈가 나중에 탔는지 해석이 얽힙니다.

그래서 이 분야에서 가장 단단한 증거로 꼽혀 온 곳이 바로 원더워크 동굴입니다. 2012년 같은 연구 계열의 논문(Berna 외, PNAS)이 이 동굴 10층(약 100만 년 전)에서 나무 재, 불탄 큰 동물 뼈와 흙, 열에 튄 석기를 한 층에서 함께 찾았거든요. 동굴 안이라 산불 걱정이 적고, 퇴적물이 다른 데서 쓸려 들어온 흔적도 없었습니다. 이번 논문은 그 아래, 더 오래된 11층을 들여다봤어요.

02동굴, 그리고 떠나지 않은 올빼미

원더워크 동굴은 남아공 노던케이프주, 쿠루만에서 남쪽으로 약 60 km 떨어진 곳에 있습니다. 거의 200만 년에 걸친 퇴적층이 쌓여 있고, 1978~1996년 피터 보몬트가 판 제1발굴지에서 초기 석기 시대 층이 6층부터 12층까지 구분됐어요. 맨 아래 12층은 작은 석기 위주의 올도완 문화, 그 위 11층 아래쪽에서 투박한 주먹도끼가 처음 나타납니다. 아슐리안 문화가 시작되는 자리지요.

이 동굴에는 사람만 드나든 게 아니었습니다. 층마다 무게 1 kg도 안 되는 작은 포유류의 뼈가 잔뜩 나오는데, 소화된 흔적으로 보아 대부분 포식자, 주로 원숭이올빼미(Tyto alba)의 먹이였어요. 올빼미는 먹이를 통째로 삼키고 소화하지 못한 털과 뼈를 덩어리로 토해 내는데, 이게 펠릿입니다. 연구진의 이전 논문 제목이 "The owl that never left!"(떠나지 않은 올빼미)일 만큼, 12층부터 6층까지 모든 층에서 포식자(주로 원숭이올빼미)의 흔적이 확인됐고, 펠릿이 빽빽한 카펫처럼 동굴 바닥을 덮었다고 논문은 적습니다.

이 뼈들이 왜 좋은 증거일까요? 사람이 먹은 게 아니기 때문입니다. 사람의 식사와 무관하게, 바닥에 저절로 쌓인 기록이에요. 이런 바닥에서 뼈가 군데군데 타 있다면 "고기를 구웠나?"라는 질문이 끼어들 틈 없이 그 자리에 불이 있었다는 쪽으로 곧장 이어집니다. 게다가 논문에 따르면 초기 아슐리안 시기에 제1발굴지는 동굴 입구에서 약 30 m 안쪽이었어요. 바깥 들불이 그 깊이까지 번지기는 어렵다는 게 연구진의 논리입니다.

증거가 된 건 사람이 먹으려고 구운 뼈가 아니었습니다. 올빼미가 먹고 남긴 뼈였어요.

03빛을 비춰 불탄 뼈를 가르다

그럼 작은 뼈가 정말 탔는지는 어떻게 알까요? 기존의 표준은 적외선 분광(FTIR)입니다. 뼈의 광물 성분(탄산염이 섞인 수산화인회석)은 약 537°C를 넘게 가열되면 결정이 다시 정렬되면서 적외선 흡수 스펙트럼에 630 cm⁻¹ 근처의 특징적인 봉우리가 생깁니다. 정확하지만 뼈를 가루로 갈아 한 점씩 재야 하고, 그보다 낮은 온도에서 그을린 정도는 잡지 못해요.

그래서 연구진은 법의학에서 쓰던 방법을 가져왔습니다. 짧은 파장의 빛을 흡수해 더 긴 파장의 빛으로 내놓는 발광을 이용하는 거예요. 화석에 파란빛(455 nm)을 비추고, 580 nm보다 짧은 빛을 막는 빨간 필터를 끼고 보면 불탄 뼈만 불그스름하게 빛나고 안 탄 뼈는 사라지듯 보이지 않습니다. 그 전 단계로 무대 조명용 블랙라이트(368 nm 자외선)를 비추면 반대로 안 탄 뼈가 환하게 빛나요. 논문 표 3과 본문 서술을 바탕으로, 흰빛을 띤 뼈 세 종류가 빛에 따라 어떻게 보이는지 직접 바꿔 보세요.

핵심은 셋째 단계입니다. 블랙라이트는 안 탄 뼈만 골라낼 뿐, 불탄 뼈와 불소화된 뼈를 가르지 못해요. 연구진이 자연광 사진과 블랙라이트 사진을 고고학자·화석 연구자 25명에게 보냈더니 25명 모두 환하게 빛나는 안 탄 뼈는 골라냈지만, 남은 어두운 뼈 가운데 무엇이 불탄 것이고 무엇이 땅속에서 하얘진 것인지는 아무도 가르지 못했습니다. 파란빛과 빨간 필터를 쓴 뒤에야 둘이 갈렸어요. 이 발광 관찰에 대해서는 실험실 연구원 7명과 공저자 3명이 눈가림 시험을 했고, 10명 모두 불탄 뼈의 빛을 불그스름하다고 묘사했습니다.

연구진은 이 방법을 다른 뼈에도 적용해 봤습니다. 일부러 높은 온도(결과 절은 700°C, 재료 절은 750°C 넘게)로 태운 현대 동물 뼈는 발광에 반응했고, 의례용 불 흔적이 있는 스페인의 청동기·동석기 바위그늘 유적에서 나온 흰·회색 화석 12점은 두 방법 모두에서 불탄 것으로 나왔어요. 장점은 분명합니다. 뼈를 갈지 않아도 되고, 장비가 싸고 들고 다닐 수 있어 많은 화석을 한꺼번에, 발굴 현장에서도 볼 수 있지요.

04동굴에서 나온 숫자

연구진은 보몬트 발굴 때 나와 보관돼 있던 작은 포유류 뼈 가운데 10층과 11층의 161점을 골라 검사했습니다. 결과를 논문 표 2에서 그대로 옮기면 이렇습니다.

11층의 흰·회색 뼈 32점은 두 방법 모두에서 하나도 빠짐없이 불탄 것으로 나왔습니다. 흰색·회색까지 갔다는 건 그만큼 세게 탔다는 뜻이에요. 10층에서는 땅속에서 하얘진 뼈가 섞여 있어 결과가 더 복잡했습니다. 흰·회색 39점 가운데 두 방법이 함께 불탔다고 본 것은 21점이었고, 발광이 없던 18점 가운데 13점은 FTIR에서도 불탄 신호가 없었으며 8점은 높은 결정도나 불소화로 변질된 것으로 나왔어요(논문 원문 그대로이며, 두 범주는 일부 겹칩니다). 표에서 보듯 10층에서는 FTIR 쪽이 불탔다고 본 뼈가 다섯 점 더 많습니다. 연구진은 이를 두고 발광법이 FTIR보다 땅속 변질에 더 민감해 거짓 양성을 피한다고 해석하는데, 같은 뼈를 두 방법이 다르게 읽은 경우가 있다는 사실 자체는 기억해 둘 만합니다.

불탄 뼈가 고르게 퍼져 있지 않았다는 점도 중요합니다. 앞선 연구(Fernández-Jalvo·Avery, 2015)는 11층 발굴 칸 가운데 R22와 R27 두 칸에서 나온 작은 뼈가 모두 불탄 색이었다고 보고했고, 두 칸은 약 5 m 떨어져 있습니다. 다른 칸들에서는 불탄 뼈와 안 탄 뼈가 섞여 나왔고요. 이번 논문은 이 색과 불의 관계를 11층에서 발광과 FTIR로 확인했다고 적고, 불이 몇 군데에 집중됐다고 봅니다. 연구 기관(MNCN) 보도자료의 표현으로는 불이 번지지 않고 놓인 곳의 펠릿 더미만 태워, 띄엄띄엄한 불탄 자리를 남겼다는 거예요.

05'179만 년'은 범위의 한쪽 끝입니다

여러 보도가 "180만 년 전"을 앞세웠습니다. 그런데 논문이 실제로 내놓은 값은 107만~179만 년 전이라는 구간이에요. 왜 이렇게 넓을까요?

11층의 나이는 고지자기 층서로 정했습니다. 지구 자기장은 지질 시대 동안 여러 번 남북이 뒤집혔고, 퇴적물 속 자성 광물은 쌓일 때의 자기장 방향을 기억해요. 원더워크 초기 석기 시대 층은 위에서부터 정·역·정·역·정 순서의 자기 방향을 보이는데, 11층 바닥은 그중 아래쪽 역자기 구간(R2)에 놓입니다. 이 구간을 세계 표준 연표에 맞추면 올두바이 아극기와 하라미요 아극기 사이, 곧 179만~107만 년 전이 돼요. 이 방법은 구간의 경계는 알려 주지만 그 안의 어디쯤인지는 말해 주지 않습니다.

연구진은 분석한 시료가 이 역자기 구간의 맨 아래, 정자기를 보이는 12층과의 경계 가까이에서 나왔으니 구간의 시작(약 180만 년 전)에 가깝다고 봅니다. 그리고 그 판단이 이전에 잰 우주선 생성 핵종 매몰 연대, 올도완에서 아슐리안으로 넘어가는 석기 변화, 함께 나온 동물 화석의 연대와도 맞는다고 적어요. 근거가 여럿이지만, 논문 결론도 연대를 "107만~179만 년 사이"로 씁니다. 연구에 참여하지 않은 영국박물관 고고학자 닉 애슈턴도 Scientific American에 이번 분석이 가장 이른 불의 강한 증거라고 평하면서, 연구진이 불탄 시점을 확실히 알지 못하고 연대 폭이 넓다는 점을 짚었습니다.

이게 왜 중요하냐면, 범위의 어느 끝이냐에 따라 이 발견의 무게가 달라지기 때문입니다. 180만 년 쪽이라면 지금까지의 다른 후보들보다 확실히 앞서요. 반면 107만 년 쪽이라면 같은 동굴 10층(약 100만 년)과 크게 다르지 않습니다. 다만 어느 쪽이든, 사람의 먹이와 무관한 뼈와 산불이 닿기 어려운 깊이라는 맥락이 단단한 불의 흔적이라는 점은 그대로예요. 논문도 스스로를 "맥락이 확실한 가장 이른 흔적 가운데 일부"라고 소개합니다.

06불을 '썼다'와 '만들었다' 사이

이 연구를 읽을 때 가장 조심할 대목입니다. 원더워크의 증거는 동굴 안에 불이 있었다는 것이지, 그 불을 사람이 만들었다는 게 아니에요. 연구진 스스로 초기 호모는 주로 계절마다 나는 산불에서 불을 얻어 거처로 옮기고, 꺼질 때까지 유지하는 수준이었을 거라고 보고, 불을 만들고 다스리는 능력은 훨씬 나중에야 생겼다고 씁니다. 원더워크에 대해서도 산불에서 얻은 불을 들여와 다 탈 때까지 유지했다는 해석이에요. 펠릿 속 털·깃털처럼 잘 타는 성분이 불이 붙거나 오래 타는 데 도움이 됐을 수 있다는 것도 연구진의 추정입니다.

요리의 증거도 아닙니다. 논문은 원더워크에서 요리의 증거는 나오지 않았다고 분명히 적어요. 불에 익힌 음식이 뇌를 키웠다는 가설과 이 발견을 곧장 잇는 건 비약입니다. 불을 들여온 주인공도 논문 표현으로는 초기 아슐리안 호미닌, "아마도 호모 에렉투스"일 뿐이에요.

다른 유적들과 나란히 놓으면 이렇습니다. 연대와 해석은 각 연구진이 낸 것이고, 이번 연구를 맨 위에 두고 나머지는 대략 오래된 순서로 놓았습니다.

반햄 논문(2025년 12월 Nature)이 흥미로운 대조가 됩니다. 황철석은 부싯돌에 치면 불꽃이 튀는 광물인데, 그 지역에는 드물어서 일부러 가져왔을 거라는 게 근거였어요. 이 연구의 책임 저자가 바로 원더워크 연구를 평한 애슈턴입니다. 불을 옮기고 지키는 단계에서 만드는 단계까지, 원더워크 11층과 반햄 사이에는 최소 수십만 년, 길게는 백만 년이 넘는 간격이 있습니다.

07아직 모르는 것

• 정확한 시점. 107만~179만 년 전이라는 폭은 그대로 남아 있습니다. 180만 년 쪽이라는 판단은 여러 근거가 받쳐 주지만, 고지자기 자체가 정하는 값은 아니에요. 게다가 논문 고찰에는 10층과 11층 시료가 깊이로 80 cm 넘게, 시간으로는 "수만 년" 떨어져 있다는 문장도 있습니다(보도자료의 페르난데스-할보 발언도 같아요). 10층이 약 75만 또는 100만 년이라면 '수만 년 아래'는 180만 년보다 100만 년 쪽에 가깝게 읽혀, 논문 안에서도 두 서술이 잘 맞지 않습니다. 연대는 아직 열려 있다고 보는 게 정직합니다.
• '사람이 가져왔다'는 추론의 범위. 뼈가 그 자리에서 불탔다는 건 두 방법으로 확인한 사실에 가깝습니다. 그 불을 사람이 들여왔다는 건 깊이(입구에서 약 30 m), 두 층에서 되풀이된 점, 아슐리안 석기와 같은 층이라는 맥락에서 끌어낸 해석이고요. 논문이 명시적으로 배제하는 대안은 산불과 퇴적물의 이동입니다. 덧붙이면 11층에서 나온 주먹도끼는 2점이고, 불탄 뼈가 몰린 R22·R27과는 다른 칸(R25·R30)에서 나왔어요.
• 새 방법의 한계. 발광법은 검은 뼈에는 쓸 수 없고, 논문 스스로 FTIR과 같은 한계를 공유한다고 적습니다. 낮은 온도에서 그을리기만 한 뼈는 놓칠 수 있다는 뜻이에요. 그러니 불의 흔적은 실제보다 적게 잡혔을 가능성이 있습니다.
• 왜 불을 들였나. 공저자 마이클 차잔은 Scientific American에 그 이유는 알 수 없다고 말했습니다. 온기, 빛, 포식자를 쫓는 일 — 논문 서론이 꼽는 불의 쓸모는 여럿이지만, 원더워크에서 그중 무엇이었는지는 이 증거로 말하기 어렵습니다.
• 한 동굴의 이야기. 모든 증거가 한 유적, 한 발굴지에서 나왔어요. 연구진은 이 방법이 들고 다닐 수 있어 다른 유적을 다시 살피는 데 쓰일 거라고 기대합니다.

그래서 이 연구를 한 문장으로 줄이면 이렇습니다. 적어도 107만 년 전, 어쩌면 180만 년 전 무렵, 남아공의 한 동굴 깊은 곳에 누군가 불을 들여왔고 그 불은 바닥의 올빼미 펠릿을 군데군데 태웠다. 불을 만들었다거나 요리했다는 이야기는 아직 아니에요.

SIM 광합성 · 연소 · 철의 제련
불이 타려면 무엇이 필요할까 — 산소와 연소 → SIM 스펙트럼과 원소 분석
빛의 파장으로 물질을 알아내는 원리 → SIM 화석의 형성 과정
뼈가 땅속에서 오래 남는 동안 일어나는 일 →

교과서는 불의 사용을 인류 진화의 큰 전환으로 소개합니다. 그 전환이 하루아침의 발명이 아니었다는 건 이제 꽤 분명해 보여요. 들불에서 불씨를 얻어 동굴로 옮기고, 지키고, 한참 뒤에야 직접 만드는 길. 그 첫 장면 하나가 올빼미가 남긴 뼈에 찍혀 있었습니다.

이 글의 근거 — 1차 자료

1. M. D. Marin-Monfort, C. L. Shaw, F. Natalio, L. Grossman, P. Andrews, J. Campos, S. García-Morato, J. M. Pereira, A. Pons, M. Chazan, L. K. Horwitz, Y. Fernández-Jalvo, New evidence for Early Pleistocene use of fire at Wonderwerk Cave (South Africa). PLOS One 21(6), e0347480 (2026-06-01). 공개 접근 논문으로 전문(JATS XML)을 받아 읽었다 — 표 1(층·고지자기 구간·연대), 표 2(층별 FTIR·발광 결과), 표 3(형광·발광 성질 요약), 그림 1·4 설명, 결과·고찰·결론·방법(FTIR 537°C 기준, 455 nm 빛과 580 nm 빨간 필터, 368 nm 블랙라이트 사전 선별, 눈가림 시험 10명, 사진 판별 25명). 서지는 Crossref로 대조했다.
2. F. Berna 외, Microstratigraphic evidence of in situ fire in the Acheulean strata of Wonderwerk Cave, Northern Cape province, South Africa. PNAS 109(20), E1215–E1220 (2012). 10층 불 사용 증거의 원 논문. 이 글의 10층 서술은 이번 논문의 요약을 따랐다.
3. Y. Fernández-Jalvo, D. M. Avery, Pleistocene micromammals and their predators at Wonderwerk Cave, South Africa. African Archaeological Review 32(4), 751–791 (2015) · M. D. Marin-Monfort 외, "The owl that never left! Taphonomy of Earlier Stone Age small mammal assemblages from Wonderwerk Cave (South Africa)", Quaternary International 614, 111–125 (2022). 둘 다 이번 논문의 참고문헌 목록에서 서지를 확인했고, R22·R27 칸 서술은 이번 논문 고찰과 그림 4 설명을 따랐다.
4. R. Davis 외, Earliest evidence of making fire. Nature 649, 631–637 (2025-12-10 온라인). 초록을 원문으로 읽었다 — 약 40만 년 전 매몰 지표면, 구워진 퇴적물, 열에 깨진 부싯돌 주먹도끼, 황철석 조각 두 개, 황철석이 그 지역에 드물다는 지질 조사.
5. N. Goren-Inbar 외, Evidence of hominin control of fire at Gesher Benot Ya'aqov, Israel. Science 304(5671), 725–727 (2004) · 쿠비 포라(S. Hlubik 외, Current Anthropology 58(S16), 2017; J. Hum. Evol. 133, 2019)와 스와르트크란스(C. K. Brain, A. Sillen, Nature 336, 1988)는 이번 논문 서론의 서술과 참고문헌 서지를 따랐다.
6. 스페인 국립자연과학박물관(MNCN-CSIC) 보도자료, Scientists Discover the Oldest Evidence of Opportunistic and Recurrent Fire Use by Our Ancestors(2026-06). 원문을 받아 읽었다 — 펠릿 속 뼈와 털이 불을 유지하는 연료가 됐을 수 있다는 제안, 불이 번지지 않고 펠릿 더미에서만 타 띄엄띄엄한 자리를 남겼다는 서술, 먹이였던 뼈의 애매함을 없앤다는 차잔의 설명.
7. S. Mehra, Ancient human ancestors may have first used fire 1.79 million years ago, Scientific American(2026-06-19). 원문을 받아 읽었다 — 연구 밖 고고학자 닉 애슈턴(영국박물관)의 평가와 연대 폭 지적, 불을 들인 이유는 알 수 없다는 차잔의 말, 원더워크에서 요리는 배제된다는 페르난데스-할보의 말.
8. 인터랙션은 논문 표 3과 본문 서술(블랙라이트 사진 판별, 파란빛·빨간 필터 관찰, FTIR 기준)을 그대로 옮긴 모식도이며, 뼈의 색은 설명용으로 고른 것이다.