Если посмотреть на Марс в хороший телескоп, полярные шапки будут составлять резкий контраст с остальной коричневато-оранжевой поверхностью планеты. В основном полярные шапки состоят из чистого водяного льда. Вода на планете находится в замерзшем состоянии, поскольку на Марсе холодно — на полюсах около -150 °С. Однако к экватору температура повышается и в летние дни даже может достигать +10 °С.
Но дело не только в температуре. Вместо того чтобы таять, лёд там будет сублимировать, то есть переходить из твердой формы сразу в газообразную, минуя жидкую фазу. Это связано с тем, что атмосферное давление на Марсе в сто раз ниже, чем на Земле, так что жидкая вода просто не может находиться на его поверхности в стабильном состоянии. Если там поставить ведро с водой, она будет одновременно замерзать и кипеть.
Но в прошлом на Марсе почти наверняка было много жидкой воды. Свидетельство тому — древняя сеть русел, напоминающих земные речные системы, а также огромные паводковые водосбросы длиной в сотни километров, которые считаются результатом катастрофических наводнений. На влажное прошлое также указывает химический состав марсианских пород, содержащих глину и богатые сульфатами минералы, которые не только образуются в воде, но и содержат воду, запертую в их кристаллической решетке. Все эти образования возникли около 3 млрд лет назад, когда атмосфера была толще и, вероятно, теплее.
Однако и сегодня не всё еще потеряно в плане жидкой воды. Недавно были обнаружены небольшие оползни, спускающиеся вниз по склонам в летнее время. Они могут быть вызваны водой, содержащей большое количество соли, которая снижает температуру замерзания. Но понадобится еще много лет наблюдений и экспериментов, чтобы удостовериться, что в этих процессах действительно участвует жидкая вода.