지질박물관

지질박물관은 ‘한국의 화석’을 주제로 우리나라 삼엽충의 구조와 생태를 체험할 수 있는 입체 교구를 개발 중입니다.

그 첫 번째로, 우리나라 삼엽충 중에서 가장 큰 종류에 속하는 바실리엘라를 입체적으로 복원하고, 3D교구로 개발하고 있습니다.

이 삼엽충을 선택한 이유

한반도에서도 약 100년 전부터 100종이 넘는 삼엽충이 알려졌습니다. 덕분에 현재 우리나라의 많은 박물관과 과학관에도 우리나라의 다양한 삼엽충들이 전시되어 있습니다. 그 중에서도 가장 많이 전시된 삼엽충이 있는데, 바로 바실리엘라속(Genus Basiliella)의 삼엽충입니다. 주로 태백 지역과 영월 동부에서 산출 되는 오르도비스기 삼엽충으로서 우리나라의 삼엽충에서 가장 큰 종류 중 하나입니다. 이 삼엽충은 직운산층이라는 지층에서만 발견됩니다.

1934년 일본인 학자에 의해 직운산층에서 삼엽충, 완족동물, 연체동물, 극피동물, 필석 등 다양한 화석들이 최초로 보고되었습니다. 이 연구자는 삼엽충만 열다섯 종이 넘고 대부분이 신종이라고 생각했습니다. 그러나 1992년 우리나라 고생물학자들은 이 직운산층의 삼엽충들이 모두 다른 종은 아니며, 성장에 따라 약간 다른 모습을 보이거나 지층과 함께 변형된 결과일 뿐, 실제로는 단 네 개의 종으로 분류된다는 연구결과를 내놓았습니다. 그 네 종 중 두 종이 바실리엘라에 속하며, 아직까지 우리나라 이외 지역에서는 발견된 적이 없는 한반도의 고유종입니다.

<직운산층의 삼엽충을 최초로 보고한 연구논문집의 표지. 하단에 발간일이 1934년 9월 25일로 적혀있음>

직운산층의 바실리엘라 삼엽충은 바실리엘라 티피칼리스(Basiliella typicalis)와 바실리엘라 카와사키이(Basiliella kawasakii) 두 종이 있는데, 우리나라 주요 박물관과 과학관에 이 삼엽충들이 가장 많이 전시돼 친근하고 잘 알려져 있기에 3D 복원의 주인공으로 선정하였습니다.

바실리엘라의 3D 복원 과정

우리가 박물관에서 볼 수 있는 삼엽충 화석은 대부분 등껍데기입니다. 삼엽충이 죽은 뒤 다리와 더듬이처럼 인대나 근육으로 연결된 부분은 썩어 떨어져 나가고, 시간이 지나면 등껍데기도 마디마디 떨어져 흩어지기 때문에 온전한 삼엽충의 모습을 이해하기는 쉽지 않습니다. 지질박물관에 전시되고 보관된 바실리엘라의 실제 화석은 이렇습니다.

<좌-약간 찌그러진 바실리엘라 전시 표본(9H121), 우-불완전하게 보존된 두 마리의 바실리엘라 표본(9H137)>

<좌-태백시 구문소 상류에 드러난 직운산층, 우-좌측 사진 속 노두 표면에서 관찰되는 바실리엘라>

최근 3D모델링이 산업, 문화, 학술계에 널리 확산되면서 개인들이 자신의 3D 창작물이나 자료를 인터넷에 공개하고 공유하는 일이 많아졌습니다. 그래서 여러 방면으로 참고할만한 바실리엘라 3D모델이나 3D스캔 자료를 찾아보았지만 발견할 수 없었습니다. 결국 바실리엘라가 수록된 다양한 논문의 화석 사진, 여러 박물관과 과학관에 전시된 화석 표본, 여러 삼엽충의 해부학적 연구 자료와 복원도를 비교하여, 이 삼엽충의 3D모델을 처음부터 독자개발해보기로 했습니다. 외골격의 봉합선, 몸마디 개수, 신체비율 등 바실리엘라만의 외형과 해부학적 특징을 재현하는 것은 물론, 삼엽충의 생태적 특징 중 하나인 몸말이(enrollment)가 가능하도록 관절구조까지 하나하나 3D모델링 SW로 만들어 나갔습니다. 

<바실리엘라 3D 복원 초기 과정>

아쉽게도 바실리엘라 화석에는 다리나 더듬이가 보존된 것이 없어서, 바실리엘라와 친척뻘인 다른 삼엽충의 오랜 연구 결과들에서 힌트를 얻었습니다. 한편 삼엽충에게는 하이포스톰(hypostome)이라 부르는 주둥이 덮개가 있는데, 우리나라에서는 바실리엘라의 하이포스톰이 온전한 화석으로 알려진 적이 없어서 역시 다른 나라에서 보고된 바실리엘라 종의 하이포스톰을 참고하였습니다.

<좌-바실리엘라 다리 복원의 힌트가 된 Isotelus maximus의 다리 스케치(스미소니언 박물관장 Charles D. Walcott의 1917년 논문에 수록), 우-다리와 하이포스톰이 복원된 중간 단계의 바실리엘라 3D 모델>