
19世紀後半から20世紀初頭にかけて、火星には「運河」が存在するという誤った考えがありました。これは、火星の北緯60度から南緯60度にかけての赤道地域に広がる長い直線の網目構造で、天文学者たちは写真撮影技術のない初期の望遠鏡を用いて観測しました。
これらは、1877年の衝の際にイタリアの天文学者ジョヴァンニ・スキアパレッリによって初めて記述され、後の観測者によっても確認されました。スキアパレッリはこれらを「 canali」(「溝」)と呼びましたが、これは英語では「canals」と誤訳されました。アイルランドの天文学者チャールズ・E・バートンは、火星の直線状の地形を描いた初期の図をいくつか作成しましたが、彼の図はスキアパレッリの図とは一致しませんでした。
世紀の変わり目には、火星固有の知的生命体文明によって建設された灌漑用水路、つまり土木工事によるものという憶測さえありました。20世紀初頭までに天文観測の進歩により、自然の峡谷であるマリネリス峡谷を除けば、これらの「運河」はおそらく光学的な錯覚であることが明らかになり、宇宙船による火星地表の高解像度マッピングもこの解釈を裏付けています。現代の科学史家は、火星の運河は、望遠鏡の限界と、スキアパレッリの「canali」という用語が英語の「canals」と誤訳されたことに起因する、知覚的かつ言語的な人工物であるという点で広く一致しています。[ 1 ]
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イタリア語のcanale(複数形はcanali)は、「運河」「水路」「ダクト」「溝」などの意味を持つ。[ 2 ]火星に関連してcanale という語を最初に使用したのは1858年のアンジェロ・セッキであるが、彼は直線を見出しておらず、この語を大きな地形に適用した。例えば、後にシルティス・マジョール平原と呼ばれることになる地形を「大西洋運河(Canale Atlantico)」と名付けた。運河はスキアパレッリらによって、地球上の様々な場所、あるいは神話上の冥界に実在する川や伝説の川にちなんで名付けられた。
19世紀後半のこの時期、天体観測は写真撮影なしで行われていました。天文学者は望遠鏡を何時間も見つめ、空気が静止して鮮明な像が見える瞬間を待ち、見たものを絵に描かなければなりませんでした。当時の天文学者は、火星には比較的まとまった大気があると信じていました。彼らは、火星の自転周期(昼の長さ)が地球とほぼ同じで、地軸の傾きも地球とほぼ同じであることを知っていたので、火星には天文学的および気象学的意味で季節があることがわかりました。彼らはまた、火星の極地の氷冠がこれらの季節の変化に合わせて縮小したり拡大したりすることも見ることができました。地球との類似性から、彼らは明るい表面にある暗いアルベドの特徴(例えば、大シルティス)を海と解釈しました。しかし、1920年代後半までに、火星は非常に乾燥しており、大気圧が非常に低いことがわかっていました。
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1889年、アメリカの天文学者チャールズ・A・ヤングは、1877年にスキアパレッリが発見した運河が1881年に確認されたが、それまで存在しなかった場所に新しい運河が出現したため、その起源について「非常に重要で不可解な」疑問が生じていると報告した。[ 3 ]
1892年の好天の衝の間、WHピカリングは「運河」のあらゆる交差点や起点に、多数の小さな円形の黒点が現れるのを観測した。これらの多くはスキアパレッリによってより大きな暗斑として観測されており、海または湖と呼ばれていた。しかし、ピカリングの天文台はペルーのアレキパにあり、海抜約2400メートル、そして彼の見解では望遠鏡の口径を2倍に広げるのに相当する大気条件であった。これらの黒点はすぐに他の観測者、特にローウェルによって発見された。[ 4 ]
1892年と1894年の衝の際には、季節による色の変化が報告されました。当初、これは極地の雪が溶けて隣接する海が溢れ出し、熱帯地方まで広がり、鮮やかな緑色を呈していると解釈されました。しかし、1894年には、そもそも海が存在するのかという疑問が生じました。最良の条件下では、これらの「海」とされていたものは均一性の痕跡を全く失い、尾根、裂け目、峡谷によって分断された山岳地帯のような様相を呈していました。

火星に生命が存在するという仮説は、火星の表面の特徴に観察された季節の変化に端を発し、それが植物の季節的な成長によるものだと解釈されるようになった(実際、火星の砂嵐がその一部原因である)。
1894年の反対運動の間、スキャパレッリの運河は実際には知的生命体によって作られた灌漑用水路であるという考えが、アメリカの天文学者パーシバル・ローウェルらによって初めて示唆され、後に唯一の納得のいく説明として採用されました。火星の極地氷床が季節的に融解していることが目に見えることから、火星固有の高度な異星人が、より乾燥した赤道地域に水を輸送するために運河を建設したという憶測が高まりました。火星の運河や「火星人」に関する新聞や雑誌の記事は、人々の想像力を掻き立てました。ローウェルは自身の見解を3冊の本、『火星』(1895年)、『火星とその運河』(1906年)、『生命の住処としての火星』(1908年)にまとめました。彼は生涯を通じて、運河は知的文明によって灌漑用に建設されたという説を強く主張し続けました[ 5 ]。スキャパレッリ自身も、ローウェルの図面の細部の多くは想像上のものだと考えていました。観察者の中には、数十、あるいは数百もの運河を詳細な名称で記した地図を描いた者もいた。また、2本の並行運河が「双生児化」または「二重化」する現象を観測した者もいた。[ 6 ]

他の観測者たちは運河説に異議を唱えた。影響力のあった観測者ウジェーヌ・アントニアディは、 1909年の火星の衝の際にムードン天文台の口径83cm(32.6インチ)の望遠鏡を使用したが、運河は観測されなかった。また、ピク・デュ・ミディ天文台の新設バイヨー・ドームで撮影された火星の素晴らしい写真も、1909年に火星運河説に正式な信用を失わせたため、[ 7 ]、運河説は支持を失い始めた。この頃、分光分析によって火星の大気には水が存在しないことが明らかになり始めた。[ 8 ]しかし、1916年の時点では、ヴァルデマール・ケンプフェルト(『サイエンティフィック・アメリカン』誌、後に『ポピュラー・サイエンス・マンスリー』誌の編集者)は、依然として火星運河説を懐疑論者から精力的に擁護していた。[ 9 ]
1907年、イギリスの博物学者アルフレッド・ラッセル・ウォレスは著書『火星は居住可能か?』を出版し、ローウェルの主張を痛烈に批判した。ウォレスの分析によれば、火星の表面温度はローウェルの推定よりもはるかに低く、大気圧は液体の水が存在するには低すぎることが示された。また、ウォレスは、分光分析を用いて火星の大気中に水蒸気の証拠を見つけようとする近年の試みがいくつか失敗に終わったことを指摘した。ウォレスは、ローウェルが主張した惑星を取り囲む灌漑システムどころか、複雑な生命の存在すら不可能だと結論付けた。[ 10 ]
火星の運河の存在は、宇宙開発競争の黎明期においてさえ議論の的となっていた。1965年、宇宙科学情報源は「運河の存在については全会一致の意見はないものの、ほとんどの天文学者は、線状(またはほぼ線状)の模様があり、その幅はおそらく40~160キロメートル(25~100マイル)以上、長さはかなりのものであろうという点に同意するだろう」と述べている。[ 11 ]同年後半、アメリカのマリナー4号宇宙船が火星に到達したことで、火星に高等生命体が存在するという考えや、運河のような地形が存在するという考えは完全に否定された。撮影された写真には、衝突クレーターと、概して不毛な火星の地形が写っていた。表面気圧は4.1~7.0 ミリバール(410~700 パスカル)、地球の大気圧の0.4~0.7%、日中の気温は摂氏マイナス100度と測定された。磁場[ 12 ] [ 13 ]や放射線帯[ 14 ]は検出されなかった。
1903年には既に、ジョセフ・エドワード・エヴァンスとエドワード・マンダーは、ボランティアの男子生徒を対象に視覚実験を行い、運河が錯覚によってどのように発生するかを実証しました。[ 15 ]これは、低品質の望遠鏡で多くの点状の特徴(例えば、太陽黒点やクレーター)を観測すると、それらが集まって線状に見えるためです。[ 8 ]ローウェルの助手であるA・E・ダグラスは、自身の実験に基づいて、この観察結果を心理学的な観点から説明するに至りました。[ 16 ]その後、 1960年代から2000年代にかけて火星の画像科学者として活躍したウィリアム・ケネス・ハートマンは、「運河」は山やクレーターの風下側で風によって生じた塵の筋であると仮説を立てました。[ 17 ]マリネリス峡谷は、コプラテス運河に相当すると提案されています。[ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]
同期して自転する水星の穏やかな薄明帯、沼地とジャングルのある金星、運河の多い火星は、いずれも古典的な SF の装置だが、実はすべて、惑星科学者による以前の誤解に基づいている。
火星の運河は、1883年に匿名で出版された小説『火星の政治と生活』で初めてフィクションに登場しました。[ 22 ]ローウェルの著書によって火星の運河は人工物であるという考えが広まり、マリナー4号のフライバイによって存在しないことが決定的に証明されるまで、多くのフィクション作品に登場しました。[ 23 ] [ 24 ] [ 25 ]
火星とその運河』
の批判的考察と、別の解釈。