1. Закономерность изменений, происходящих на поверхности Марса

Работая в течение длинного ряда лет над изучением Марса, Лоуэлль сделал ценный вклад в наши знания о нем. Главная заслуга Лоуэлля состоит в систематическом исследовании связи изменений на поверхности Марса со сменой на нем времен года и в особенности изменений в системе каналов.

Метод работы Лоуэлля состоял в следующем. Ежедневно со своими сотрудниками он делал зарисовки наблюдаемой поверхности Марса. Затем подсчитывалось количество рисунков, на которых данный канал был отмечен и число рисунков, где таковой отсутствовал. Отношением двух этих чисел характеризовалась степень видимости канала в соответствующую эпоху наблюдений. Затем, для каждого канала строились кривые видимости, которые наглядно показывали, как изменялась интенсивность канала с течением времени.

Подозревая, что увеличение интенсивности (видимости) каналов происходит не одновременно по всей длине каналов, а распространяется постепенно, в связи со сменой времен года, Лоуэлль свои исследования детализировал; он разбивал длинные каналы на отдельные участки, и кривые видимостей строил для каждого участка в отдельности. Сравнение этих кривых с несомненностью обнаружило, что потемнение распространяется вдоль каналов постепенно, двигаясь в определенном, для всех каналов однородном направлении, как бы волной, распространяющейся по всей системе каналов.

Общий вид Марса по рисунку Лоуэлля.

Этот вывод Лоуэлль сделал на основании исследования 109 каналов (1903 г.). В среднем на каждый канал приходилось по 100 рисунков, так, что сделанные выводы основываются на изучении 10900 отдельных рисунков.

Сопоставляя время потемнения системы каналов с временами года на Марсе, Лоуэлль нашел, что наименьшая видимость каналов соответствует весне или началу лета исследуемого полушария. Вскоре после летнего солнцестояния начинается потемнение каналов, постепенно распространяющееся от полюса к экватору. Потемнение это, не останавливаясь на экваторе, переходит и через него, захватывая мало-помалу и каналы другого полушария. Около конца марсовой осени система каналов вновь начинает бледнеть, ослабляясь в видимости все больше и больше. Но вот наступает лето в другом полушарии, и там повторяется та же картина; от полюса начинает распространяться волна потемнения, двигающаяся к экватору и перекатывающаяся за него, вновь оживляя систему каналов. После этого оживления опять следует замирание системы, она вновь слабеет, пока свежая волна с полюса не наполняет ее новой жизнью.

Сопоставляя этот факт с изменением полярных пятен Марса, Лоуэлль пришел к выводу, что потемнение системы - каналов является следствием таяния полярных снегов Марса, т. к. действительно за этим явлением всегда следует распространяющаяся от полюса волна потемнения каналов.

Определения скорости потемнения каналов по широте привели Лоуэлля к выводу, что скорость эта составляет около 82 км в день, т. е. 3, 4 км в час. Открытие такой поразительной закономерности изменений, происходящих в системе каналов, в связи с открытиями все новых и новых каналов (число их на рисунках и картах Лоуэлля доходит до 400, между тем, как Скиапарелли отметил всего 113), заставило Лоуэлля высказать гипотезу о том, что система каналов представляет собою искусственное гидротехническое сооружение предназначенное для орошения всей планеты.

В распоряжении Лоуэлля имелось достаточное количество наблюдений и его собственных, и его предшественников, указывавших на чрезвычайную прозрачность атмосферы Марса. Эго давало основания предполагать, что атмосфера Марса бедна водяным паром. К такому же результату приводили и спектроскопические исследования, предпринятые многими исследователями (напр. Кэмпбеллем, о чем ниже будет сказано подробно).

Лоуэлль поэтому пришел к заключению, что значительных свободных количеств воды на Марсе быть не может, и что единственные ее запасы заключаются в полярных снегах Марса. В виду этого, предполагаемые обитатели планеты поставлены в необходимость эти свои единственные ресурсы влаги использовать самым экономным и рациональным образом. Система каналов и служит этой цели. Воды, являющиеся продуктом таяния полярных снегов, немедленно поступают в мощную ирригационную сеть, разносящую запасы влаги по всей планете.

Распространяясь по лику планеты, влага несет за собою жизнь. Вдоль каналов начинается развитие растительности так же, как и в некоторых областях, получающих влагу, быть может, вследствие атмосферных осадков.

Этому то развитию растительности каналы и обязаны своею видимостью. Таким образом, по выражению Лоуэлля, мы видим в сущности не самый канал, а ту плоть, которой он покрывается, когда начинает жить. Такое предположение действительно несравненно более приемлемо, чем допущение существования каналов шириной в 100-150 км, которую можно считать средней из определений Скиапарелли^*.

^* (В последствии Лоуэлль приписывал каналам гораздо меньшую ширину.)