(Position of the elements when the last reaches the top speed. Credit: Simone Conti)
30미터가 넘는 긴 몸을 지닌 초식 공룡인 디플로도쿠스(Diplodocus)는 대중에게도 친숙한 공룡입니다. 긴 목은 나무 위에 있는 잎을 따 먹는데 유리했을 것이고 긴 꼬리는 균형을 잡는 동시에 채찍처럼 휘둘러 자신을 방어하는 데 사용했을 것입니다.
일부 과학자들은 이 긴 꼬리 뒤에 채찍 같은 긴 부속물이 달려 더 빠른 속도로 움직였을 것으로 보고 있습니다. 심지어 끝으로 갈수록 속도가 더 빨라져 작은 소닉 붐을 일으키며 초음속 비행을 했을 것이라는 주장도 있었습니다. 하지만 포르투갈 노바 과기대 (NOVA School of Science and Technology)의 시모네 콘티 (Simone Conti)가 이끄는 연구팀은 디플로도쿠스의 꼬리 구조를 시뮬레이션해서 현실적으로 이런 속도가 가능하지 않다는 결론을 내렸습니다.
연구팀의 시뮬레이션에 따르면 12m 길이의 디플로도쿠스 꼬리를 지탱하는 82개의 뼈는 무게가 1,446kg에 달합니다. 그런데 이 꼬리를 있는 힘껏 내리친다고 가정할 경우 최대 버틸 수 있는 속도는 33m/s인 것으로 나타났습니다. 매우 빠르긴 하지만, 음속의 1/10 이하인 것입니다.
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만약 꼬리 끝에 채찍 같은 구조물이 추가로 있어도 역시 마찬가지인게, 뼈가 아닌 다양한 결합조직도 음속을 견딜 순 없기 때문입니다. 연구팀은 피부와 케라틴, 케라틴 필라멘트, 그리고 다른 연조직으로 되어 있는 세 가지 경우를 검증했으나 같은 결론을 내렸습니다.
하지만 그래도 음속의 1/10이면 꼬리의 무게를 생각할 때 엄청난 힘이 아닐 수 없습니다. 실제 현실에서는 근육의 힘을 최대한 사용해도 이보다 더 느린 속도로 움직였을 것으로 보입니다. 그렇지 않다면 시속 100km가 넘는 속도에 뼈는 무사하더라도 근육은 심한 손상을 입을 수밖에 없기 때문입니다.
다만 연구팀은 음속보다 한참 느려도 무게와 길이를 생각할 때 이 채찍 같은 꼬리로 맞는다면 공룡도 많이 아플 수밖에 없을 것이라고 지적했습니다. 당연한 이야기지만, 이렇게 큰 물리적 힘을 낼 수 있는 도구를 이용해서 균형만 잡지는 않았을 것이고 아마도 자신을 방어하거나 다른 디플로도쿠스와 경쟁하는 데 사용했을 것으로 예상됩니다.
아무튼 초음속 채찍이 있었다면 공룡 매니아들이 더 좋아했을텐데 뭔가 아쉬운 느낌도 듭니다.
참고
https://phys.org/news/2022-12-paleontology-supersonic-boom-dinosaur-tails.html
Simone Conti, Multibody analysis and soft tissue strength refute supersonic dinosaur tail, Scientific Reports (2022). DOI: 10.1038/s41598-022-21633-2. www.nature.com/articles/s41598-022-21633-2
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