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by 모두의 과학 Apr 26. 2019

다이아몬드와 숫자 4

다이아몬드는 모든 보석 광물 중에서 자연 속 가장 깊은 곳에서 만들어집니다. 또한, 다이아몬드는 아름다움의 상징이자, 지구에서 구성된 광물 중에서 가장 단단한 물질이므로 다른 물질을 자르거나(절삭) 가는(연마) 데 쓰입니다. 금강석이라고도 부르는 다이아몬드는 숫자 4와 연관이 깊은데요, 하나씩 살펴보도록 하겠습니다.



4개의 저주받은 다이아몬드

스미소니언 박물관에 소장되어 있는 호프 다이아몬드.(위키백과)

역사적으로 아주 유명한 4개의 다이아몬드가 있습니다. 호프 다이아몬드, 리젠트 다이아몬드, 피렌체 다이아몬드, 상시 다이아몬드가 그것입니다. 이들 다이아몬드에는 인간의 탐욕으로 인한 살인 사건과 연결되어 있으며, 정치적, 사회적으로 또는 개인적인 복잡한 문제가 얽혀 불행을 가져오는 저주받은 다이아몬드로 알려져 있습니다.  


호프 다이아몬드는 45.52캐럿으로 기원전 5세기 인도의 한 농부가 발견한 것으로 인도 총독, 힌두교 승려, 태양왕 루이 14세, 루이 16세의 왕비 마리 앙투아네트, 러시아, 네덜란드 등을 거쳐 1830년 아일랜드의 은행가 헨리 토머스 호프가 소유하면서 ‘호프 다이아몬드’로 이름이 붙여졌습니다. 이후 1908년 오스만 제국의 황제 압둘 하미드 2세, 미국의 사업가 네드 맥린 등이 소유하였는데, 이 모든 사람들이 일찍 죽거나 파산하였다고 합니다. 마지막으로 소유했던 해리 윈스턴만이 스미소니언 박물관에 돈을 주고 기증하면서 저주를 피할 수 있었습니다.

 


리젠트 다이아몬드는 140.50캐럿으로 엄청난 크기를 자랑하고 있습니다. 인도에서 처음 발견되었지만 1702년 세공사의 이름을 따서 피트 다이아몬드라는 이름이 붙여졌습니다. 1717년 프랑스 오를레앙 공작에게 판매되어 리젠트 다이아몬드라는 이름으로 불렸고 그 후 왕실로 넘어가 마리 앙투아네트가 소유하게 되었다고 합니다. 이 다이아몬드 역시 소유자가 살해당하고 프랑스혁명이 일어나면서 결국 루브르 박물관이 소장하게 되었습니다.


피렌체 다이아몬드의 유리 복제품.(위키백과)

피렌체 다이아몬드는 2000년 전에 인도에서 발견된 이후 포르투갈, 이탈리아, 오스트리아, 프랑스를 거쳐 다시 오스트리아의 황후 엘리자베스의 목걸이에 장식되었으나 살해당하고, 1922년 오스트리아 제국의 멸망과 함께 다이아몬드의 행방도 묘연해졌다고 합니다.  


상시 다이아몬드는 55캐럿의 은백색을 띤 다이아몬드로 오스만 제국의 왕실, 프랑스 마리 앙투아네트, 러시아 로마노프 왕조 등을 거치면서 명예혁명, 프랑스혁명, 러시아 혁명과 관련 있는 다이아몬드로 유명합니다. 현재는 프랑스 루브르 박물관에 기증되어 소장 중입니다. 이렇듯 세계적으로 유명한 4대 다이아몬드에는 모두 죽음 또는 멸망과 연결되어 저주받은 다이아몬드로 알려져 있습니다.


4대 보석


1477년 오스트리아 막시밀리안 대공이 프랑스 버건디 왕국의 공주에게 청혼하면서 다이아몬드로 장식한 반지를 선물한 것이 시초가 되어, 다이아몬드는 결혼식 예물로 널리 이용되게 되었습니다. 흔히 4대 보석은 다이아몬드, 루비, 사파이어, 에메랄드를 말하는데 이 중 다이아몬드는 가치와 생성 등 모든 것을 따져 볼 때 가장 뛰어난 보석으로 평가받고 있습니다.


다이아몬드(좌)와 루비


다이아몬드는 순수한 탄소 원자로만 이루어진 광물입니다. 루비와 사파이어는 둘 다 산소와 알루미늄이 결합된 광물인데 크로뮴(크롬) 불순물로 빨간색을 띠는 것이 루비고, 철과 타이타늄(티탄) 불순물로 파란색을 띠는 것이 사파이어입니다. 에메랄드는 베릴륨, 알루미늄, 규소, 산소가 결합되어 있는 광물입니다. 베릴륨이 포함되어 있어 담청색, 청록색 계열의 색을 가지고 있습니다.



사파이어(좌)와 에메랄드


4개의 C


다이아몬드의 가치를 평가하는 항목은 크게 네 가지입니다. 색깔(Color), 선명도(Clarity), 무게(Carat), 연마(Cut)로 이것을 4C이라고 합니다. 이 중 중량을 나타내는 캐럿은 정확하게 측정되는 것이지만, 나머지는 나라와 사람에 따라 상대적으로 파이가 있을 수 있습니다.


다이아몬드의 색깔은 무색에 가까울수록 가치가 더 뛰어난 것입니다. 색깔은 다이아몬드(Diamond)의 앞글자인 D부터 Z까지 23등급으로 나누고 Z등급 이상의 색깔은 컬러 다이아몬드로 분류합니다.

 

다이아몬드의 선명도는 내부의 들어 있는 다른 물질들과 외부에 있는 흠 등을 감정하여 분류하는 것입니다. 내부와 외부에 있는 물질이나 흠의 특성 즉, 크기, 개수, 위치, 성질, 색깔 등으로 구분하며 Flawless부터 Imperfect까지 11등급으로 나누어져 있습니다.


다이아몬드의 중량을 나타내는 1캐럿(ct)은 0.2g이며 다른 기준이 같다면 중량이 많이 나가는 다이아몬드가 더 가치가 있습니다. 캐럿이라는 말은 캐럽이라는 나무의 씨앗을 사용하면서 나온 것입니다. 지중해와 인도에서 흔히 볼 수 있었던 캐럽은 씨앗의 크기와 무게가 거의 일정하여 보석의 무게를 측정하는 데 사용되었습니다. 씨앗 1개의 무게 0.2g을 1캐럿으로 정한 것이지요. 캐럿은 소수점 아래 셋째 자리까지도 표기하는데 예를 들어 1.246ct은 1캐럿 2부 4리 6모로 표현합니다. 보통 셋째 자리를 반올림하여 1캐럿 2부 5리로 표현하기도 합니다.  


다이아몬드의 연마는 형태(스타일)나 가공 상태(메이크)로 크게 나누며, 가공 상태는 다시 비례(프로포션)와 마무리(피니시)로 나눕니다. 형태 중에는 브릴리언트 컷, 스텝 컷, 믹스드 컷 등이 있는데 일반인들에게 널리 알려진 것이 브릴리언트 컷입니다. 연마(Cut)는 말 그대로 다이아몬드의 모양을 다양하게 해주는 것입니다.

다이아몬드의 가치는 색깔(Color), 선명도(Clarity), 무게(Carat), 연마(Cut)에 따라 달라진다.



4월의 탄생석


12가지 보석을 1월부터 12월까지 월별로 지정한 것을 탄생석이라고 합니다. 태양이 지나는 길인 황도에 있는 12가지 별자리를 연결시킨 것을 탄생 별자리라고 하는 것과 비슷합니다. 자신이 태어난 달에 해당하는 보석을 몸에 지니고 다니는 풍습은 폴란드를 비롯해 유럽에서 시작되어 전 세계에 널리 퍼져 있습니다. 보석 중의 보석 다이아몬드는 무적 또는 길들일 수 없는이라는 뜻의 그리스어 아다마스(adamas)에서 나온 말입니다. 다이아몬드는 4월의 탄생석으로 ‘승리’ 또는 ‘변하지 않는 사랑’을 상징합니다. 

그 외 달의 탄생석을 알아보면, 1월 석류석(진실, 우정), 2월 자수정(성실, 평화), 3월 아콰마린(젊음, 행복), 5월 에메랄드(행복, 행운), 6월 진주(순결, 부귀), 7월 루비(사랑, 평화), 8월 페리도트(부부의 행복, 지혜), 9월 사파이어(성실, 진실), 10월 오팔 (희망, 순결), 11월 토파즈(건강, 희망), 12월은 터키석(성공, 승리)입니다. 하지만 탄생석은 나라에 따라 조금씩 차이가 나기도 합니다.



다이아몬드의 구조적 특징


좌) 다이아몬드는 탄소 원자 1개가 주변의 탄소 원자 4개와 단단하게 결합한다.(위키백과)  우) 흑연은 탄소 원자 1개가 주변의 탄소 원자 3개와 결합해 층 모양을 이뤄 쉽게 부


다이아몬드는 순수한 탄소 원자로 되어 있습니다. 탄소는 원자번호 6번으로 14족에 속한 원소이며 최외각에 4개의 전자를 가지고 있습니다. 그래서 다이아몬드는 각각의 탄소 원자는 주변의 4개의 탄소와 전자 1개씩 공유하여 단단하게 결합된 모양을 하고 있습니다. 똑같이 순수한 탄소로만 되어 있는 흑연은 1개의 탄소 원자가 다른 탄소 원자 3개와 결합하여 층 모양을 이루고 남은 1개의 전자는 자유전자입니다. 그래서 흑연은 전기가 통하는 도체이고 다이아몬드는 부도체입니다. 또한, 흑연은 층 모양을 이루고 있어서 부서기 쉽지만 다이아몬드는 강하고 결합되어 있는 것입니다.


수학에서 정삼각형 여러 개를 최소한 한 변이 닿도록 연결한 것을 ‘폴리아몬드’라고 합니다. 정삼각형 1개는 모니아몬드, 2개는 다이아몬드, 3개는 트리아몬드, 4개는 테트리아몬드, 5개는 펜티아몬드 등으로 불립니다. 정삼각형을 2개를 연결하여 만들 수 있는 모양을 다이아몬드라고 하는데 오직 한 가지입니다. 다이아몬드는 네 변의 길이가 같은 마름모입니다. 카드에 있는 다이아몬드나 위관급 군인의 계급장 모양이 바로 이런 모양입니다. 정삼각형의 개수에 따라 만들어질 수 있는 모양을 보면 트리아몬드도 오직 한 가지, 테트리아몬드는 세 가지, 펜티아몬드는 네 가지가 있습니다.




야구에서는 홈 베이스, 1루 베이스, 2루 베이스, 3루 베이스를 연결한 사각형 모양을 다이아몬드라고 합니다. 투아웃 풀카운트 만루 상황에서 역전 홈런을 치고 다이아몬드를 도는 타자를 보면 다이아몬드가 상징하는 ‘승리’ 그 자체를 연상시킵니다.



야구장의 홈, 1루, 2루, 3루를 연결하는 사각형을 다이아몬드라고 한다.(위키백과)



4가지의 형성 조건


다이아몬드는 자연에서 만들어지는 데 중요한 4가지 조건이 있습니다. 온도, 압력, 시간, 장소가 그것입니다. 천연 다이아몬드는 1000℃ 이상, 5만 기압 이상, 수백만 년 이상, 맨틀 상부에서 만들어집니다. 이렇게 자연에서 만들어지기 어렵기 때문에 보석으로 가치가 뛰어난 것입니다. 그래서 오래 전부터 인공적으로 다이아몬드를 만드는 방법을 연구해왔습니다. 과거 연금술사들은 금을 만들려고 노력했지만 성공한 적이 없습니다. 그러나 다이아몬드는 인공적으로 만드는 데 성공했습니다.


합성 다이아몬드라고도 하는 인공 다이아몬드를 만드는 데도 4가지 중요한 조건을 만족해야 합니다. 다만 인공 다이아몬드는 천연에서보다 더 높은 온도와 압력이 있어야 가능합니다. 온도는 1400℃, 5~6만 기압 이상이 필요합니다. 하지만 시간은 이런 온도와 압력의 조건과 설비만 갖춰진다면 1~2시간이면 합성이 가능합니다. 네 번째 조건 중 장소의 경우 인공 다이아몬드는 지하 깊은 곳이 아니라 실험실 또는 대량 생산 공장이 되겠지요.


하지만 이런 높은 온도와 압력을 만들어내는 것이 쉬운 것은 아닙니다. 수많은 노력 끝에 1953년 스웨덴의 전기회사에서 발트자르 폰 플라텐이 자연에서 다이아몬드가 생성되는 조건과 유사한 조건을 만드는 데 성공했고 실제로 인공 다이아몬드 제조법이 알려지기 시작한 것입니다. 이후 1954년부터 인공 다이아몬드의 상업적 생산이 시작되어 보석용뿐만 아니라 산업용으로 널리 쓰이게 되었습니다. 


참고 자료
『보석학』, 김원사, 우성문화사


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