Sous une fine couche de poussière cosmique rouge sur Mars se cache de la glace d'eau. Sa présence a été confirmée par l'atterrisseur Phoenix, qui a creusé le sol dans la région polaire, et par des instruments orbitaux qui sondent le sous-sol à l'aide de radar et de spectroscopie neutronique. Mais on se demandait pourquoi la glace se trouve toujours à quelques centimètres de profondeur et non directement en surface.

L'explication réside dans les variations cycliques de l'inclinaison de l'axe de Mars, les fameux cycles de Milankovitch. Lorsque l'inclinaison est forte, la vapeur d'eau qui migre depuis les calottes polaires se condense et tombe sous forme de givre aux latitudes moyennes. Quand l'inclinaison diminue, le givre se sublime – il passe directement de l'état solide à l'état gazeux, sans passer par la phase liquide – laissant derrière lui une couche de poussière. Ainsi se forme une croûte poreuse, une sorte de couverture de poussière, qui ralentit l'évaporation ultérieure de la glace qui se trouve en dessous.

La modélisation du climat martien, qui tient compte des paramètres orbitaux de la planète, a montré que la glace déposée il y a environ 630 000 ans devrait aujourd'hui se trouver à une profondeur de 25 à 150 centimètres. Cela correspond bien aux données d'observation. La conclusion des scientifiques : la glace sous la surface dans ces régions est relativement jeune – elle a moins de 4 millions d'années. Sans la couverture de poussière, elle se serait entièrement sublimée en quelques centaines d'années. Mais la croûte agit comme un mécanisme autorégulé : plus l'évaporation est intense, plus la couche protectrice s'épaissit, et la glace se conserve pendant des millions d'années. Pour les futurs colons, cela signifie que l'eau est littéralement à portée de main, il n'y aura pas besoin de creuser profondément.