Теория Ловелла была достаточно проста. Он начал с предположения, что полярные шапки Марса состоят, по всей вероятности, из водяного льда. В подтверждение своего мнения он ссылался на темно-голубой ободок (воротник), образующийся вокруг шапок, когда они начинают уменьшаться весной, и сокращающийся вместе с ними. Только жидкая вода, возникающая в результате таяния ледовых шапок, может служить причиной появления таких ободков. утверждал Ловелл, часто называя их "полярными морями". Он знал, что климат Марса (за исключением полярных областей) очень сухой. Темные участки поверхности планеты не могли быть скоплениями воды, поскольку, хотя они и меняли свою окраску в зависимости от сезона, как бы высыхая, вода, по-видимому, исчезавшая из них, больше нигде не проявлялась. Как указывали другие исследователи, если бы в марсианских морях существовала вода, они отражали бы солнечный свет, однако подобное явление никогда не наблюдалось. Отметив сухость поверхности планеты, Ловелл пришел к заключению, что сезонное исчезновение одной полярной шапки, сопровождающееся увеличением другой, вероятно, означает, что вода перемещается от одного полюса к другому: "В силу метеорологических условий сначала происходит перемещение [воды] в район одного полюса, затем, после таяния [льда], концентрация — у другого, и такое маятникообразное движение является единственным источником увлажнения планеты". Эти перемещения воды раз в полгода сопровождаются увеличением контрастности темных областей, которое, подобно волнам, распространяется "по поверхности планеты от одного полюса к другому в течение шести марсианских месяцев". Ловелл был убежден, что регулярное потемнение доказывает существование на Марсе растительности. "Наблюдения свидетельствуют, — писал он, — что условия, существующие на планете, не просто совместимы с жизнью, но растительная жизнь проявляет себя настолько очевидно, насколько этого можно ожидать, и ничто, кроме растительности, не может быть первопричиной наблюдаемого явления".
В первом томе "Ежегодника", выпускавшегося в его обсерватории, Ловелл писал:
Если бы уровень развития жизни на планете был выше чисто растительной жизни и если бы представляющие его организмы могли обеспечивать нечто большее, чем просто вегетацию, и использовали бы природные условия в собственных целях, то первым и главным их стремлением было бы изобретение средства, эффективно использующего каждую частицу необходимого и столь трудно доступного фактора жизни — воды. Ибо нет организма, способного существовать без воды. В общем, орошение для сельскохозяйственных целей было бы главной заботой марсиан…
