사막의 조개 화석, AI로 과거를 추적하다!

알가트 사막에서 발견된 조개 모양의 암석은 과거 이 지역이 해저였음을 시사하는 탄산염암(Carbonate Rocks) 및 해양 화석(Marine Fossils)의 존재와 일치한다고 언급됩니다. 이는 약 1억 5천만 년 전 후기 쥐라기 시대에 아라비아 반도가 해저에 잠겨 있었던 고대 해양 환경(Ancient Marine Environment)의 증거로 해석될 수 있습니다. 해당 지역의 지층 분포 연구가 이를 뒷받침합니다.

발견된 화석의 정확한 종과 당시 생태를 파악하기 위해 전문가의 상세 분석(Detailed Analysis)이 필요하지만, 저자는 형태학(Morphology)에 기반한 자체 분석을 시도합니다. 이는 다른 종도 유사한 형태를 가질 수 있어 계통 분류(Lineage Discernment)에 한계가 있음을 인지하면서도, 직관적이고 재미있는 접근 방식이라는 점에서 시도되었다고 설명합니다. 데이터셋(Dataset)을 활용한 분석 계획이 제시됩니다.

화석 이미지 분석을 위해 중심 정렬(Centering), 동일 스케일(Equivalent Scale), 일관된 방향(Fixed Orientation) 확보 등 정규화 파이프라인을 적용했습니다. 특히 롤(Roll) 각도 보정을 위해 가장 긴 반지름(Longest Radius)을 기준으로 삼았다고 합니다. 이후 윤곽선을 256개의 점으로 추출하여 각 조개는 256x2 행렬로 표현되는 데이터 전처리(Data Preprocessing) 과정을 거쳤습니다.

256차원의 윤곽선 데이터를 주성분 분석(PCA, Principal Component Analysis)을 통해 2차원으로 축소했습니다. 이를 통해 분산의 67.25%를 설명하는 두 개의 주성분(PC1, PC2)으로 조개 형태를 표현할 수 있음을 보였습니다. PC1은 '뾰족함(Pointiness)'을, PC2는 '대칭성(Symmetry)' 또는 '수직 축 질량 분포(Vertical Axis Mass Distribution)'를 나타내는 것으로 해석됩니다.

조개 형태의 잠재 공간(Latent Space)을 시각화한 결과, 알가트 화석은 Sphincterochila candidissima라는 종과 형태적으로 가장 유사한 것으로 나타났습니다. 이 종은 쥐라기 시대는 아니지만 약 3천 8백만 년 전 화석이 발견되었으며, 이는 수렴 진화(Convergent Evolution)의 가능성을 시사합니다. 다만 형태학적 유사성만으로는 정확한 계통을 파악하기 어렵다는 점을 재차 강조합니다.