Вчені виявили під сучасною північною полярною шапкою Марса поклади льоду, що залишилися від існуючих в давнину і майже зниклих крижаних покривів. Зібрані дані вказують, що великі льодовики в цьому регіоні багато разів з'являлися і зникали, що пов'язано зі зміною орбіти і нахилу осі планети, пишуть автори в журналі.
На Марсі, як і на Землі, існують приполярні льодовики. Кожен з них протягом місцевого літа у відповідній півкулі частково тане, але взимку знову розростається. В основному коливання відбуваються за рахунок вуглекислого газу, який в теплу пору випаровується, а в холодну - наморожується, перетворюючись на шар сухого льоду, під яким знаходиться товстий шар льоду водяного.
Північна полярна шапка Марса має приблизно тисячу кілометрів у діаметрі. Попередні дослідження показали, що вона складається з безлічі шарів. Вчені вважають, що накопичення матеріалу в цій галузі почалося ще в середньоамазонійську епоху геологічної історії планети (приблизно 1,5 - 0,5 мільярда років тому) і зберігає кліматичну історію останніх декількох сотень мільйонів років.
Стефано Нероцці (Nerozzi Stefano) з Техаського університету в Остіні і його колеги проаналізували результати зондування північної полярної шапки за допомогою радіолокатора SHARAD на борту орбітального зонда Mars Reconnaissance Orbiter. Цей прилад здатний вивчати підповерхневі шари на глибині до декількох сотень метрів.
Автори виявили, що відкладення під полярною шапкою складаються з шарів базальтового піску і водяного льоду. Частка льоду виявилася несподівано висока: від 62 відсотків на плато Олімпія (Olympia Planum) до 88 відсотків у найбільш близьких до полюса регіонах. Така висока концентрація і великий розмір шапки роблять її одним з найбільших резервуарів води на планеті. За оцінками вчених, якщо розтопити весь цей лід, то води вистачить, щоб покрити всю поверхню Марса шаром води глибиною близько півтора метрів.
Дослідники вважають, що шалена структура льодовика з'явилася в результаті кліматичних циклів потепління і похолодання, які залежать від орбіти і кута нахилу осі обертання планети. У холодні епохи шапки росли, а при потеплінні покривалися шарами піску, який захищав їх від сонячного випромінювання і запобігав зникненню.
Вчені давно розглядають теорію, в рамках якої кут осі обертання Марса значно і багаторазово змінювався в минулому. У періоди з великим кутом полярні області протягом року отримують більше сонячної енергії, що призводить до зменшення крижаного покриву. Раніше вважалося, що полярні шапки минулого безповоротно загублені. Існує гіпотеза, що зміна нахилу осі обертання пов'язана з падіннями великих астероїдів, які супроводжувалися зміщеннями кори планети щодо мантії. У такому випадку в наступну епоху полярні шапки повинні з'являтися зовсім в інших місцях. Нове дослідження суперечить даній ідеї.
Нещодавно вчені виявили на глибині поруч з південним полюсом Марса озеро рідкої води, яке стало першою відомою постійною водоймою, а також вказано на недавню вулканічну активність. Однією з найбільших загадок сучасного етапу дослідження Марса продовжує залишатися питання про наявність метану в його атмосфері. Нещодавно опубліковані результати зонда Mars Express підтвердили його присутність, а Trace Gas Orbiter не помітив його.