공룡 달리기 속도 계산: 발자국 화석으로 어떻게 알까?

공룡 달리기 속도 계산에는 연속된 발자국 화석의 보폭과 발자국 길이가 쓰입니다. 연구자는 발자국 크기로 다리 높이를 추정하고, 같은 발이 다시 땅에 닿은 거리인 ‘한 걸음 주기’를 속도 공식에 넣습니다. 이렇게 얻은 값은 공룡의 속도계 기록이 아니라, 발자국을 남긴 순간의 이동 속도를 가정한 추정치입니다.

최근에는 이 계산값을 더 조심스럽게 읽어야 한다는 실험 결과도 나왔습니다. 2025년 연구에서 살아 있는 뿔닭이 진흙 위를 움직일 때 발자국으로 계산한 속도는 영상으로 측정한 실제 속도보다 높았습니다. 따라서 소수점까지 제시된 숫자 하나보다 사용한 공식, 땅의 상태와 오차 범위를 함께 보는 편이 정확합니다.

먼저 답하면: 발자국 화석으로 공룡이 천천히 걸었는지 빠르게 이동했는지는 비교할 수 있습니다. 다만 한 줄의 발자국만으로 그 공룡 종의 최고 속도까지 확정할 수는 없습니다.

발자국에서 무엇을 측정할까?

속도를 계산하려면 발자국 하나보다 여러 걸음이 이어진 보행렬(trackway) 이 필요합니다. 왼발과 오른발이 번갈아 남은 흔적을 따라가며 다음 값을 잽니다.

발자국 화석이 만들어지고 보존되는 과정은 공룡 화석이 만들어지는 과정에서 이어서 볼 수 있습니다. 발이 진흙에 들어갔다 빠지는 동안 흔적이 늘어나거나, 위아래 지층에 원래 발보다 큰 변형 자국이 남을 수 있다는 점이 속도 계산에도 영향을 줍니다.

공룡 달리기 속도 계산 공식은 어떻게 생겼을까?

동물역학자 R. 맥닐 알렉산더는 1976년 현생 동물의 이동 자료를 바탕으로 보폭, 다리 높이와 속도의 관계를 제시했습니다. 공룡 발자국 연구에서 널리 쓰인 식은 다음과 같습니다.

속도(m/s) = 0.25 × √중력가속도 × 보폭^1.67 × 엉덩이 높이^-1.17

여기서 보폭과 엉덩이 높이는 미터로 넣습니다. 엉덩이 높이를 직접 잴 수 없기 때문에 초기 연구에서는 두 발로 걷는 공룡의 엉덩이 높이를 발자국 길이의 약 4배로 잡았습니다. 이후 연구들은 공룡 집단과 크기에 따라 다른 비율을 적용하기도 했습니다.

이 공식의 생각은 단순합니다. 다리 높이에 비해 보폭이 길수록 더 빠르게 움직였을 가능성이 높다는 것입니다. 같은 3m 보폭이라도 다리가 짧은 동물과 긴 동물의 움직임은 같지 않으므로 몸 크기를 함께 반영합니다.

숫자를 넣어 보면 어떻게 계산될까?

가상의 두 발 공룡이 다음과 같은 발자국을 남겼다고 해보겠습니다.

• 발자국 길이: 30cm
• 추정 엉덩이 높이: 1.2m(발자국 길이의 4배를 적용)
• 보폭: 3m

알렉산더 식에 넣으면 약 3.96m/s, 시속으로는 약 14.3km/h가 나옵니다. 계산 과정은 다음 순서입니다.

1. 발자국 길이를 미터로 바꾼다: 30cm → 0.30m
2. 엉덩이 높이를 가정한다: 0.30m × 4 = 1.2m
3. 같은 발 사이의 보폭 3m를 공식에 넣는다.
4. 나온 3.96m/s에 3.6을 곱해 약 14.3km/h로 바꾼다.

이 예시는 공식의 사용법을 보여주기 위한 계산입니다. 실제 화석에서는 발자국을 만든 공룡의 종류, 발이 진흙에 얼마나 깊이 들어갔는지, 보행렬 중 어느 구간을 썼는지에 따라 결과가 달라집니다. 14.3km/h를 실제 측정값처럼 쓰면 계산에 들어간 가정이 사라집니다.

걷기와 달리기는 보폭만으로 구분할 수 있을까?

연구자는 보폭을 엉덩이 높이로 나눈 ‘상대 보폭’을 함께 봅니다. 상대 보폭이 길어질수록 빠른 이동일 가능성이 커집니다. 그러나 발자국 간격이 넓다는 이유만으로 공중에 두 발이 모두 뜨는 달리기였다고 바로 결론 내리지는 않습니다.

발자국의 깊이와 세부 형태, 발가락과 발허리 부분이 닿은 방식, 보폭이 연속해서 늘거나 줄었는지도 살펴야 합니다. 2026년에 발표된 스페인 라리오하 발자국 연구는 같은 종류의 수각류가 비슷한 지면에서 달려도 달리기의 단계와 발에 실린 힘에 따라 발자국 모양이 달라질 수 있다고 설명했습니다.

실제로 빠르게 달린 공룡 발자국도 발견됐을까?

스페인 라리오하의 백악기 전기 지층에서는 빠르게 움직인 수각류의 보행렬 두 개가 보고됐습니다. 2021년 연구가 기존 방식으로 계산한 범위는 다음과 같습니다.

두 보행렬은 비조류 수각류 발자국에서 계산된 빠른 사례에 속합니다. 하지만 발자국만으로 정확한 종을 정하기 어려워, 연구진은 기초 테타누라류 수각류가 남겼을 가능성을 제시했습니다. 표의 상한값을 특정 공룡 종의 공인 최고 기록으로 옮겨 적어서는 안 됩니다.

속도 후보 자체를 비교하고 싶다면 가장 빠른 공룡 후보 5종에서 골격 비율과 속도 추정의 차이를 확인할 수 있습니다. 이 글의 발자국 계산은 그 순위가 만들어지는 근거 중 하나를 자세히 설명하는 내용입니다.

2025년 현생 새 실험이 보여준 계산의 한계

프레스콧과 동료들은 뿔닭 두 마리가 단단한 정도가 다른 진흙 위를 자유롭게 움직이는 모습을 고속 영상으로 찍었습니다. 동시에 남은 발자국을 3차원으로 기록해 기존 공식으로 계산한 속도와 영상에서 측정한 실제 속도를 비교했습니다.

알렉산더 식으로 계산한 속도는 실측값의 1.17~4.74배였습니다. 비교적 빠르게 움직인 구간에서도 계산값은 실제보다 약 1.2~2.5배 높았습니다. 같은 길이의 보폭이 서로 다른 실제 속도에서 나타난 경우도 있었습니다.

연구진은 진흙처럼 변형되는 지면에서 동물이 속도를 일정하게 유지하지 않았고, 발이 빠지는 과정이 보폭과 발자국 모양에 영향을 줬다고 해석했습니다. 화석 발자국도 흔적이 남을 만큼 부드러운 지면에서 만들어진다는 점을 생각하면 중요한 문제입니다.

이 실험만으로 과거의 모든 계산을 폐기할 수는 없습니다. 실험 개체가 두 마리였고 공룡과 몸 크기도 다릅니다. 다만 발자국 공식이 정확한 속도계가 아니며, 계산값을 가능한 범위와 행동의 단서로 읽어야 한다는 점은 분명하게 보여줍니다.

발자국 계산과 골격 시뮬레이션은 무엇이 다를까?

발자국은 한 개체가 특정 지면에서 실제로 움직인 흔적입니다. 그 순간의 보폭과 방향 변화는 남지만, 평생 낼 수 있었던 최고 속도를 보여준다고 보장할 수는 없습니다. 평소 걷던 흔적만 발견됐다면 빠르게 달릴 능력이 있었어도 기록에는 나타나지 않습니다.

골격 시뮬레이션은 뼈, 관절, 근육량과 체중을 복원해 가능한 움직임의 한계를 계산합니다. 2017년 성체 티라노사우루스 연구는 근육 힘만 볼 때보다 뼈에 걸리는 하중까지 고려하면 고속 달리기가 제한될 수 있다고 분석했습니다. 이 방법 역시 체중과 근육, 자세를 어떻게 복원했는지에 따라 결과가 바뀝니다.

티라노사우루스의 특징과 생활을 볼 때도 성체의 모델 결과를 어린 개체나 모든 티라노사우루스에 그대로 적용하지 않는 편이 좋습니다.

공룡 속도 숫자를 볼 때 확인할 다섯 가지

1. 발자국에서 계산했는지, 골격 모델에서 계산했는지 확인합니다. 두 값은 질문 자체가 다를 수 있습니다.
2. 한 순간의 이동 속도인지 최고 속도인지 구분합니다. 보행렬은 대개 남겨진 순간을 기록합니다.
3. 범위를 한 숫자로 줄이지 않습니다. 6.5~10.3m/s를 10.3m/s 확정 기록으로 소개하면 불확실성이 사라집니다.
4. 공룡 이름이 실제로 확인됐는지 봅니다. 발자국 모양만으로 속이나 종까지 정하지 못하는 사례가 많습니다.
5. 지면과 보존 상태를 확인합니다. 진흙의 단단함과 발이 빠진 깊이는 발자국 길이와 보폭에 영향을 줄 수 있습니다.

지층의 시대와 장소를 함께 확인하려면 공룡시대 순서와 대표 공룡을 참고할 수 있습니다. 서로 다른 시대의 공룡을 같은 경주에 세우는 식의 비교를 피하는 데 도움이 됩니다.

자주 묻는 질문

발자국 하나만 있어도 공룡의 속도를 계산할 수 있나요?

어렵습니다. 속도 계산에는 같은 발이 다시 찍힌 지점까지의 보폭이 필요하므로 연속된 보행렬이 있어야 합니다. 발자국 하나는 발 크기와 공룡 집단을 추정하는 자료가 될 수 있지만 속도 정보는 부족합니다.

보폭이 가장 긴 공룡이 가장 빨랐나요?

그렇지 않습니다. 몸집과 다리 높이가 다른 공룡의 보폭을 그대로 비교할 수 없습니다. 보폭을 추정 엉덩이 높이와 함께 봐야 하며 지면 상태도 고려해야 합니다.

발자국 속도는 그 공룡의 최고 속도인가요?

대부분 그렇지 않습니다. 보행렬은 흔적을 남긴 순간의 움직임입니다. 산책하듯 걸은 발자국만 발견됐다면 달릴 수 있었던 최고 속도는 알 수 없습니다.

영화 속 공룡 추격 속도도 발자국으로 확인할 수 있나요?

영화 장면은 연출입니다. 화석 보행렬과 근골격 모델은 가능한 움직임을 검토하는 자료지만 특정 추격 장면의 속도를 증명하지는 않습니다.

계산 결과는 완전히 쓸모없는 숫자인가요?

아닙니다. 같은 방법으로 여러 보행렬을 비교하면 느린 이동과 빠른 이동의 차이, 가속과 방향 변화 같은 단서를 찾을 수 있습니다. 다만 실제 속도와 오차가 날 수 있으므로 정밀한 실측값처럼 표현하지 않아야 합니다.

참고 자료

• Alexander (1976), Estimates of speeds of dinosaurs
• Navarro-Lorbés et al. (2021), Fast-running theropods tracks from the Early Cretaceous of La Rioja, Spain
• Prescott et al. (2025), Speed from fossil trackways: calculations not validated by extant birds on compliant substrates
• Díaz-Martínez et al. (2026), Footprint morphology sheds light on running strategies in non-avian theropods
• Sellers et al. (2017), Investigating the running abilities of Tyrannosaurus rex using stress-constrained multibody dynamic analysis