子午線長の実測

１８世紀中期には地球が南北に扁平（横長）な回転楕円体であることが判明しましたが、その正確な形状や大きさは当時の理論や測量技術では、まちまちでした。地球の形状によく近似しており、地球のモデルとなる楕円体が１９世紀になってからドイツのベッセル（Friedrich Wilhelm Bessel １７８４～１８４６）、英国のクラーク（Alexander Ross Clarke １８２８～１９１４）などによりそれぞれ発表されました。これらはヨーロッパ、ロシア、インドなど、実地で計測された距離や天文観測による子午線長にもとづき算出されたものでした。ドイツ生れロシアの天文学者、ストルーヴェ（Friedrich Georg Wilhelm Struve　１７９３～１８６４）もヨーロッパ東部で長距離測量によって子午線長の算出に尽力しました。

ストルーヴェは日本では「シュトルーヴェ」、「シュトルーフェ」などの表記もありますが、現地では「ストルーヴェ」がもっとも近いようです。ストルーヴェはテナー（Carl Friedrich Tenner １７８３～１８５９　ロシア軍の測地技術者）とともにロシア政府の支援により１８１６年から４０年間かけ、ノルウェーのハンメルフェスト（Hammerfest）から、エストニアのタルトゥ（Tartu、旧称Dorpatドルパト）天文台をへて、ウクライナの黒海沿岸オデッサの南西２００キロメートルのスタラ・ネクラシウカ（Stara Nekrasivka）まで、延長２８２０キロメートルの三角鎖を設定し、長距離測量を行いました。地球を楕円体として一層正確に子午線弧長を知るためでした。ストルーヴェは日本では馴染みがすくなく、１８８２年（明治１５）、荒井郁之助（あらい・いくのすけ　１８３６～１９０９）の「測量術沿革考」で１８１６年からのストルーヴェによる測量が紹介されています。しかしストルーヴェは測地よりも、むしろ天文学上で「連星」（Binary star、ふたつの恒星が両者の重心の周りを軌道運動している天体）の観測で知られています。［荒井郁之助：測量術沿革考　東京地學協會報告　第四巻第五號　東京地學協会　１８８２　ｐ１９］

当時ヨーロッパでの天体観測による測地学では、ドイツのベッセルやガウス（Karl Friedrich Gauss　１７７７～１８５５）が中心的人物でした。ストルーヴェの測量成果は１８４１年にベッセルが発表した回転楕円体に新しい諸元をあたえました。ちなみに日本では１８００年（寛政１２）、伊能忠敬が江戸深川から青森野辺地にいたる路線８５０キロメートルを歩測により、緯度１度に相当する子午線弧長が約１１０．７キロメートルと算出しています。

ストルーヴェの測点群は「ストルーヴェの測地弧」と呼ばれ、２００５年（平成１７）に当時の測点２６５ヶ所のうち３４ヶ所がユネスコ世界遺産に登録されました。測点は標石、小さな穴、十字の印などで残っています。現在はノルウェー、スウェーデン、フィンランド、ロシア、エストニア、ラトビア、リトアニア、ベラルーシ、モルドバ、ウクライナの１０ヶ国にあたりますが、測点の設置当時はすべてスウェーデンとロシアの２ヶ国に領有されていました。三角鎖の基線端点であるエストニアのシムナ（Simuna、測量当時の地名はKatko）と同ボイヴェーレ（Voivere、測量当時の地名はWoibifer）の測点標石は「１８４９」の刻字がある高さ１．９メートルの花崗岩で世界遺産に含まれています。

１８３６年、ストルーヴェは恒星の視差（地球が太陽を中心として公転すると、天体の見かけ上の位置がずれる）を観測して、その天体までの距離を計算しましたが、ベッセルも同時期に行っており、ストルーヴェよりひとあし早かったようです。スルーヴェの子息カール（Karl von Struve　１８３５～１９０７）は駐日ロシア公使として１８７４年（明治７）着任しました。天文学の知識も卓越してり、同年１２月、金星太陽面通過現象に際して横浜でのメキシコ観測隊に協力しました。［大垣貴志郎・坂東省次：ディアス・コバルビアス日本旅行記　雄松堂出版　１９８３　ｐ１７０］

タルトゥ天文台

ストルーヴェが台長をつとめたエストニアのタルトゥ天文台は１８１０年に竣工し、１８２４年には当時、世界最大級のフラウンホーファー屈折望遠鏡を導入し、回転ドーム式観測施設に改造、１９６４年に新天文台がタルトゥの南２５キロメートルのところに完成したため休止、２０１１年から旧天文台は博物館として開かれています。この天文台もストルーヴェの測地弧の一測点として世界遺産になっています。

わたしは２０１１年（平成２３）１０月にタルトゥ旧天文台（Tahetorn）を探訪しました。エストニアの首都タリン（Tallinn）から南東へ１６０キロメートルのところ、高速バスで２時間半、料金は高齢者割引で５ユーロ（５３０円）、エストニア第二の都市タルトゥ（Tartu）に到着、バスセンターから徒歩１０分程度のストルーヴェ通りから北へ石段をあがります。

石段の上、トーメの丘（Toomemagi）に旧天文台があります。周囲一帯はタルトゥ大学関係の建物もあり、美しい公園になっています。旧天文台の前には"STRUVE F.W 1793:1864"と表示のあるストルーヴェの記念碑が建てられています。

正面ホールの受付前の床、ドームの真下のところはストルーヴェが使用した測点の位置であり、金属標がモニュメントとして埋め込まれています。多くの人たちに長年踏まれており刻字は”W.STRUVE ASTRO GEODETICAL POINT MEASUREMENT OF THE TARUTU MERIDIAN ARC"などと英語表記でありますが、年代表示など擦り減って読めないところもあります。もともとの位置はいまでは消滅していますが、当時の記録によって再現されました。

本館の中は１階左手にフラウンホーファー屈折望遠鏡をはじめ、多くの天文測地観測装置が展示され、１階右手には子午環やクロノメーターが置かれ、階上にはツアイス社の屈折望遠鏡がドームの中に設置されています。ドームの周囲はバルコニーで外に出られ、市街の景観が望めます。［University of Tartu：Inventions and Discoveries at the Imperial Tartu University ２０１０頃　ｐ５（タルトゥ大学博物館パンフレット）］

展示室でまず目につくのは巨大な屈折望遠鏡（Fraunhofer Refractor）です。太陽光線のスペクトルに暗線があることを発見したフラウンホーファー（Joseph von Fraunhofer １７８７～１８２６）の製作で１８２４年に設置されました。当時ヨーロッパでは最大級の口径９インチの屈折望遠鏡です。接眼部近くに"FRAUNHOFER"の刻字があります。

ついで子午環があります。天体の位置を確定するのに用います。説明板には"Meridian Circle"とあります。独ライヘンバッハ・エルテル社（Reichenbach & Ertel, Munich）、１８２２年製です。

子午儀も展示されています。天体が子午線上にきた時間を確定するもので、説明板には"Transit Instrument"とあります。目盛板は垂直面だけで簡素化した頑丈なもので、英ドランド社（John Dolland, London）１８０７年製です。

本館の階上ドームには、この天文台の主機である屈折望遠鏡（Zeiss Refractor）があります。独ツアイス社１９１１年製です。タルトゥ大学１００年記念行事の一環として設置されました。現在も一般市民向けの天体観測につかわれています。

測量関連の機器も多数展示がありましたが、本サイトの「測量機器」のところで説明します。

タルトゥ天文台とストルーヴェの切手

タルトゥ天文台はタルトウ大学の付属機関で、エストニア１９３２年発行の同大学設立３００年記念の切手に、またストルーヴェは旧ソビエト連邦１９６４年発行のストルーヴェ死去１００年記念の切手に描かれています。この切手は現在、日本では見ることは、ほとんどありませんが、リトアニアの切手商に頼んでロシアから安価で入手してもらいました。

「ストルーヴェの測地弧」はユネスコ世界遺産に登録されたこともあり、２０１０年前後に関係各国で記念切手が発行されています。

エストニアで２０１１年に発行された切手の図案はストルーヴェの肖像とタルトゥ天文台で、周囲には当時の経緯儀、水準儀などの測量機器、小型切手シート全体にノルウェーからウクライナまでの三角鎖が描かれています。

ラトビアで２０１１年に発行された切手は当時、三角点としてつかわれた＋印が刻された自然石と三角鎖図、もうひとつにはストルーヴェの肖像と地図、シートの切手面外には経緯儀と測標（観測櫓）が描かれています。三角点の標石が切手になったのは世界で初めてと思われます。

スウェーデンで２０１１年に発行された切手は、三角形が２枚つながった小型シートで、中央にはデンマークの画家アルブレヒト（Christian Albrecht　１７９２～１８７０）によるストルーヴェの肖像と当時の経緯儀が描かれた図案です。この経緯儀はスウェーデンの天文学者セランダー（Haqvin Selander　１８０４～１８７０）が実際の測量に使用したもので現在、スウェーデン南部ルンド市（Lund）の天文科学館に保管されています。

背景左上には三角鎖、左下には４基の観測点が置かれたラップランドの風景（観測点の１基が表示）、右上にはノルウェーのハンメルフェストにあるモニュメント、その下の手書き文字は１８６２年スウェーデン王立アカデミーで発表されたスウェーデンの天文学者、リンドハーゲン（Daniel Georg Lindhagen　１８１９～１９０６　）による地球形状に関する論文、右中ほどにはストルーヴェの報告書"Arc du meridien"（１８５７～１８６０年刊行）にもとづく観測地点名、右下にはエストニアのタルトゥ天文台が描かれています。

国際連合で２０１１年に発行された切手は北欧にあるユネスコ世界遺産の一連のシリーズで、アイスランドの火山島など６種のうち、１種にストルーヴェの測地弧の最北端にあたるノルウェーのハンメルフェストのモニュメントが描かれています。この切手はジュネーブの国連事務所で販売されています。

フィンランドで２０１１年に発行された切手にはフィンランドの美しい風景と基線測量の現場が描かれています。基線尺の読みとりや、測量機器を扱っている当時の測量技師が見られます。切手は小型シート中央右寄りのフィンランドの地図の部分で、輪かくに沿ってシール状になっています。

ベラルーシで２００７年に発行された切手です。切手面にはベラルーシ国内の三角鎖図が、また切手の外周には測量平板や水準儀、簡単な三角測量の説明図などが描かれています。この切手の入手は日本では困難です。リトアニアの切手商から買い求めました。