모로코 화석 잔해 조합한 31만 년 전 호모 사피엔스 얼굴
by Sanjukta Mondal, Phys.org
1960년대, 모로코 제벨 이르후드Jebel Irhoud의 광물 채굴 현장에서 일하던 광부가 그 어떤 광물보다 훨씬 더 값진 것을 발견했다. 바로 사람과 매우 흡사한 특징을 가진 두개골이었다.
초기 조사 후, 고고학자들은 추가 발굴을 통해 약 4만 년 전 것으로 추정되는 더 많은 유골을 발견했다.
연구진은 주요 두개골 조각을 아프리카 네안데르탈인 것으로 확인하고 이르후드 1(Irhoud 1)이라고 명명했다.
하지만 2017년, 이 화석들이 실제로는 약 31만 5천 년 전 호모 사피엔스에 속한다는 사실이 밝혀지면서 연구 흐름은 크게 뒤바뀌었다.
최근 획기적인 연구를 통해 뼈 조각들을 조합해 디지털 방식으로 얼굴을 복원하는 데 성공했다.
연구진은 주요 두개골 조각인 이르후드 1의 이미지와 비디오 자료를 같은 지층에서 발견된 다른 표본들의 턱뼈와 치아 조각들과 결합해 3D 합성 두개골을 만들었다.
그런 다음 현대 인류의 해부학적 모델을 두개골에 맞게 재구성하고 근육, 지방, 피부 등을 추정해 추가했다.
그 결과 두 가지 버전의 복원된 얼굴이 탄생했다.
첫 번째는 회색조 털 없는 얼굴 이미지로, 두개골 윤곽을 강조하고 불필요한 세부 사항은 배제했다.
두 번째는 피부색, 조명, 머리카락, 수염 등을 표현한 컬러 디지털 얼굴 이미지로, 대중에 공개할 수 있도록 실제 사람처럼 보이도록 디자인했다.
이 연구 결과는 헤리티지(Heritage) 잡지에 게재되었다.
뼈 조각들을 맞춰보다
제벨 이르후드에서 발견된 화석은 약 31만 5천 년 전 호모 사피엔스 중 가장 오래된 것으로 알려졌다.
하지만 완전한 얼굴 화석이 남아 있지 않아 초기 조상 모습을 재구성하는 데는 한계가 있었다.
이번 연구에서 연구진은 주로 오픈 소스 기술을 활용해 화석 조각들을 3D 합성 두개골로 결합하는 방법을 개발했다.
막스 플랑크 연구소에서 공개한 공개 영상과 이미지를 3D 디지털 두개골로 변환한 것이다.
현대 성인 두개골의 3D CT 스캔 이미지를 참고해 해부학적 변형이라는 기술을 적용해 고대 화석 두개골 모양과 윤곽에 맞도록 모델을 디지털 방식으로 늘리고 조정했다.
연구팀은 두개골 내부에 디지털 모델을 적용하여 뇌강(brain cavity, endocast)의 디지털 모형(내부 주형)을 추출했다.
이 모형의 측정값을 이용해 두개골 부피를 약 1,364mL로 추정했다.
이를 뇌 부피로 환산하면 1,230cm³로, 현대 남성의 정상 범위에 속한다.
두개골 모형 제작이 완료되자 연구팀은 연조직 분석에 착수했다.
현대 인구 데이터 세트, 특히 아프리카계 조상 참조 데이터를 활용해 피부와 근육 두께를 추정했다.
그런 다음 해부학적 템플릿을 사용해 코와 턱과 같은 얼굴 특징을 투영하고, 점진적으로 가상 얼굴을 만들어 나갔다.
하나의 두개골로 두 가지 버전의 얼굴 제작
이를 통해 과학계용과 일반 대중용으로 각각 다른 두 가지 버전 얼굴이 탄생했다.
머리카락이나 피부 질감이 없는 중립적인 흑백 모델인 그레이스케일 모델은 검증되지 않은 세부 정보를 추가하지 않고도 뼈 구조에서 추론할 수 있는 내용을 보여준다.
피부색, 조명, 머리카락, 수염이 포함된 실감나는 컬러 모델은 비전문가도 호미닌을 실제 살아있는 인류 조상으로 시각화할 수 있도록 설계되었다.
그러나 연구진은 이러한 추가 요소들이 예술적 해석임을 지적했다.
머리카락이나 피부색과 같은 세부 사항은 화석 기록에 남아 있지 않기 때문에 고대 북아프리카 인구에 대한 인류학적 관례를 사용하여 얼굴을 만들었다.
이 디지털 모델은 특정 개인의 모습을 정확하게 보여주는 것은 아니지만, 고대 화석을 가상으로 생생하게 되살리는 새로운 방법을 제시한다.
연구진은 이 연구에서 시연된 공개 접근 방식이 과학자들이 불완전한 고대 화석 유적을 복원하는 데 유사한 접근 방식을 사용하도록 장려할 수 있을 것으로 기대한다.
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Cicero Moraes et al, Digital Facial Approximation of Jebel Irhoud Composite Skull (~315,000 BP), Heritage (2026). DOI: 10.3390/heritage9090369