الرواسب القطبية والجليد المطحون والأنهار الجليدية
يوجد في كل عمود كومة من الرواسب الغنية بالجليد والمائية ذات طبقات ناعمة يبلغ سمكها حوالي 3 كيلومترات (2 ميل) ويبلغ عمرها عشرات الملايين من السنين فقط. الطبقة مكشوفة حول محيط الرواسب وفي الوديان التي تتصاعد من القطبين. في فصل الشتاء ، يتم تغطية الرواسب بصقيع ثاني أكسيد الكربون ، ولكنها تتعرض في الصيف. في القطب الشمالي ، يمتد جنوبًا إلى خط عرض 80 درجة. في القطب الجنوبي ، يتم تحديد نطاقها بشكل أقل وضوحًا ، ولكن يبدو أنها تمتد بعيدًا عن القطب أكثر من الشمال. يُعتقد أن الطبقات ناتجة عن اختلافات في نسبة الغبار والجليد ، ربما بسبب التغيرات في إمالة محور الدوران (الانحراف). عند التذبذب العالي ، يتم إبعاد الجليد المائي من القطبين ، مما قد يتسبب في اختفاء أغطية الجليد المائي المتبقية بالكامل وترسيب الجليد عند خطوط العرض المنخفضة. في المائل المنخفض تكون أغطية الماء الجليدي في أقصى حد لها. تؤثر اختلافات المائل أيضًا على حدوث العواصف الترابية وترسب الغبار في القطبين. الرواسب لها عمر صغير لأنها تراكمت جميعها منذ آخر فترة مائلة عالية عندما تمت إزالة الرواسب السابقة. إحدى خصائص الرواسب في القطب الشمالي هي أنها محاطة ، وربما ترتكز على ، حقل كثيف كثيف غني بالجبس المعدني الكبريت.
في ظل الظروف الحالية ، عند خطوط العرض التي تزيد عن 40 درجة ، يكون الجليد الأرضي مستقرًا دائمًا عند أعماق أقل من متر واحد (3 أقدام) تحت السطح لأن درجات الحرارة هناك لا تصل أبدًا فوق نقطة الصقيع. فوق خط عرض 60 درجة ، يكون الثلج سطحيًا بما يكفي لاكتشافه من المدار. تم العثور على الجليد أيضًا أسفل سطح الأرض مباشرةً بواسطة مركبة الهبوط فينيكس عند 68 درجة شمالًا. عند خطوط العرض التي تزيد عن 40 درجة ، قامت حفر الصدم الحديثة بحفر السطح إلى أعماق أكثر من مترين (7 أقدام) ، وكشفت عن الجليد الأرضي. هناك أيضًا العديد من السمات السطحية الناجمة عن وجود جليد أرضي وفير. وتشمل هذه الأرض المكسورة المضلعة المماثلة لتلك الموجودة في مناطق التربة الصقيعية الأرضية وتليين عام للتضاريس ، ربما بسبب التدفق المحرض للجليد للمواد القريبة من السطح. من السمات البارزة لنطاقات خط العرض 40-60 درجة التي تدل على الجليد وجود مآزر الحطام عند قاعدة معظم المنحدرات الحادة. يبدو أن المواد التي تم التخلص منها من المنحدرات قد اندفعت على بعد عشرات الكيلومترات من المنحدرات ، ويظهر الرادار المخترق للأرض أن المآزر تحتوي على أجزاء كبيرة من الجليد.
خلال فترات الانحراف العالي ، تراكم الجليد المدفوع من الأقطاب المتراكمة على السطح عند خطوط عرض منخفضة ، ربما لتشكيل أنهار جليدية. تشير نمذجة الدوران الجوي إلى أن المواقع المفضلة لتراكم الجليد خلال هذه الفترات هي المنحدرات الغربية لبراكين ثارسيس وشمال شرق حوض هيلاس. كل هذه المواقع غنية بميزات التدفق والتضاريس الأرضية ، مما يشير إلى أن الأنهار الجليدية كانت موجودة بالفعل في السابق.
كشفت أداة الرادار على متن المركبة الفضائية مارس اكسبريس عن بحيرة محتملة من الماء السائل تحت الغطاء الجليدي القطبي الجنوبي. لأنه يعتقد أن درجة حرارة الأرض تحت الغطاء القطبي حوالي -68 درجة مئوية (-90 درجة فهرنهايت) ، يجب أن تكون المياه في البحيرة مالحة للغاية.
تحتوي المنطقة القطبية الشمالية أيضًا على أكبر مساحة من الكثبان الرملية على كوكب المريخ. تشكل الكثبان ، التي تحتل الجزء الشمالي من السهل المعروف باسم Vastitas Borealis ، شريطًا يحيط بالكامل تقريبًا بالقطب الشمالي المتبقي. يمكن رؤية التداخل بين الرمال وثلوج ثاني أكسيد الكربون الموسمية في بعض المواقع ، مما يشير إلى أن الكثبان الرملية نشطة على مقياس زمني موسمي على الأقل.
