고생물학자의 비밀 무기: Artec 3D 스캐닝으로 아시아 티라노사우루스를 되살린 방법

아시아티라누스 쉬이의 복원. 제공: 저장성 자연사박물관

티라노사우루스류 - 백악기의 최상위 포식자

티라노사우루스류는 가장 상징적이고 독특하며 철저하게 연구된 공룡 분류군 중 하나입니다. 약 30종이 알려져 있으며, 쥐라기 후기부터 백악기 말기(1억 5천만~6천6백만 년 전)에 걸쳐 서식했습니다.

이 공룡들은 탄탄한 골격과 거대한 머리, 강력하면서도 짧은 앞다리로 유명합니다. 가장 유명한 티라노사우루스 렉스는 길이가 최대 13m에 달하고 무게가 8t이 넘었으며 물리는 힘은 58,000 뉴턴에 달해 지구 역사상 가장 강력한 육식 동물 중 하나였습니다.

대부분의 티라노사우루스류는 주둥이가 깊은 두개골을 가지고 있는데, 앞뒤로는 비교적 짧지만 수직으로는 길어서 각진 외형과 놀라운 무는 힘을 지녔습니다. 여기에는 티라노사우루스 렉스와 타르보사우루스 같은 종이 포함됩니다.

과학자들은 중앙아시아의 고비 사막에서 주둥이가 깊은 타르보사우루스(Tarbosaurus)와 주둥이가 긴 알리오라무스(Alioramus)가 한때 공존했다는 사실을 알았습니다. 타르보사우루스는 몸집이 더 컸는데, 이는 두 종이 서로 다른 자신에게 맞는 생태적 입지를 차지했음을 시사합니다. 흥미롭게도 중국 남동부에서는 크기 관계가 정반대였습니다. 아시아티라누스 쉬이는 완전한 성체 공룡으로 진화하지는 못했을 수도 있지만, 이미 가장 빠른 성장 단계를 지났음에도 첸저우사우루스(Qianzhousaurus)의 절반 정도에 불과했으며, 이는 두 공룡이 서로 다른 자신에게 맞는 생태적 입지를 차지하며 직접적인 경쟁을 피했음을 시사합니다.

아시아티라누스 쉬이의 화석 두개골. 제공: 저장성 자연사박물관

티라노사우루스류 화석은 주로 북미, 몽골, 중국 북부에서 발견되었으며 다른 지역에서는 상대적으로 거의 발견되지 않았습니다. 저장성 박물관의 이번 발견은 백악기 티라노사우르스류의 다양성과 진화에 대한 귀중한 통찰력을 제공합니다.

선사 시대 짐승 '되살리기'

지구 생명체의 역사를 통틀어 티라노사우루스는 그 크기와 최상위 포식자로서의 위상으로 항상 연구자들을 사로잡아 왔습니다. 아시아티라누스 쉬이의 경우, 화석에는 거의 완전한 두개골(길이 47.5cm), 꼬리뼈, 뒷다리뼈가 남아 있습니다.

기존의 기록 방식으로는 화석의 복잡한 구조와 세밀한 디테일을 캡처하기에는 역부족입니다. 게다가 화석의 무게로 인해 자주 이동하거나 위치를 변경하는 것은 비현실적이어서 면밀하게 조사하기 어렵습니다.

화석의 파손 가능성과 연구 요구 사이의 상충을 해결하기 위해 저장성 박물관 팀은 여러 3D 스캐닝 옵션을 평가한 후 Artec 3D 솔루션을 선택했습니다. 이 프로젝트는 박물관의 지구과학부 부국장인 Zheng Wenjie 박사가 이끌었으며, 골드 인증을 받은 Artec 파트너인 Ningbo FLD-TECH가 현장에서 교육하고 지속적으로 기술을 지원했습니다.

Artec Eva로 화석을 캡처하는 프로젝트 연구원 중 한 명. 제공: 저장성 자연사박물관

우선, 연구팀은 Artec의 오랫동안 널리 사용되고 있는 가볍고 유연한 휴대용 3D 스캐너인 Artec Eva를 사용하여 화석 전체에서 데이터를 캡처했습니다.

그런 다음 최대 0.05mm의 정확도를 자랑하는 Artec Space Spider를 사용하여 두개골을 세밀하게 스캔했습니다. 청색광 기술을 기반으로 하는 이 장치는 복잡한 형상과 미세한 모서리를 캡처하도록 특별히 설계되었습니다. 이 화석을 통해 고르지 않은 표면 자국은 물론 풍화 과정에서 자연스럽게 형성된 텍스처와 무늬를 세심하게 재현할 수 있었습니다.

Space Spider의 비접촉식, 무표적 특성 덕분에 표본이 손상되지 않았습니다. 작업 과정은 빠르고 원활했습니다. 비전문가도 쉽게 스캐너를 사용할 수 있었기에 작업 흐름상의 잠재적인 장애물을 제거할 수 있었습니다.

공룡 두개골을 스캔하는 데 사용 중인 Artec Space Spider. 제공: 저장성 자연사박물관

3D 표면 데이터를 수집한 후 Artec Studio 소프트웨어를 사용하여 전신 스캔을 고해상도 두개골 데이터와 정렬하고 병합하여 공룡을 완벽하게 디지털로 재구성했습니다. 그런 다음 연구원들은 3D 모델을 사용하여 정밀한 측정과 분석을 수행하여 시간을 상당히 절약하고 연구를 탄탄하게 뒷받침할 수 있었습니다.

Artec Studio의 두개골 메시 데이터. 제공: 저장성 자연사박물관

Artec 3D 스캐너는 비접촉식, 비파괴식, 그리고 포괄적인 방식으로 화석 표본을 정밀하게 캡처합니다. 이를 통해 섬세하고 귀중한 표본에 대한 접근이 제한적인 연구 과제를 해결할 뿐만 아니라 고정밀 3D 데이터를 통해 영구적인 디지털 보관이 가능해졌습니다.

Artec Studio에서 렌더링된 두개골의 3D 모델. 제공: 저장성 자연사박물관

궁극적으로, 이러한 놀랍도록 세밀한 스캔은 종의 진화를 시뮬레이션하고 손상된 부분을 가상으로 복원하는 데 신뢰할 수 있는 기반을 제공하며 고생물학적 보존에서 디지털 기술의 혁신적인 역할에 대해 깊이 있는 통찰력을 제공합니다.

공룡 화석에 새로운 생명 불어넣기

고생물학 연구는 전통적으로 기관과 박물관에 국한되어 이루어졌으며, 화석 표본은 거의 공유되지 않았습니다. 하지만 디지털화 작업을 거치면 화석을 무한히 복제하여 전 세계적으로 공유할 수 있습니다.

과학 연구에서 3D 스캐닝은 화석의 복잡한 구조와 풍부한 디테일을 드러내어 연구자들이 정밀한 디지털 데이터를 기반으로 화석을 연구할 수 있게 해 줍니다. 박물관에서 관람객은 실물과 같은 3D 모델을 통해 고대 생물을 가까이서 살펴보고 더 잘 이해할 수 있습니다. 교육 현장에서는 VR 기술을 접목하여 학습자가 시간을 거슬러 올라가 몰입감 있는 경험을 할 수 있습니다. 영화 산업에서도 이러한 모델을 CGI와 결합하여 대형 스크린에 숨 막히는 시각적 장관을 연출할 수 있습니다.

아시아티라누스 쉬이의 두개골 복원. 제공: 저장성 자연사박물관

고생물학자들이 현미경에서 디지털 워크스테이션으로 전환하고 박물관 전시대가 가상공간으로 확장됨에 따라 3D 스캐닝은 과거를 연구하고 문화유산을 보호하는 방식을 바꾸어 과거와 미래를 잇는 다리를 구축하고 있습니다.

저장성 자연사박물관의 티라노사우루스류 연구 프로젝트는 3D 기술이 고대 생명체에 대한 이해의 지평을 넓힐 뿐만 아니라 미래 세대를 위해 우리의 공유 유산을 보호하는 디지털 '노아의 방주'를 만든다는 것을 보여줍니다.