Polære sedimenter, grundis og gletsjere
Ved hver pol er en stak fint lagvis vandisrige sedimenter, der er ca. 3 km (2 miles) tykke og kun nogle få titusinder af millioner år gamle. Lagdelingen er udsat omkring periferien af sedimenterne og i dale, der spiraler ud fra polerne. Om vinteren er sedimenterne dækket med kuldioxidfrost, men de udsættes om sommeren. Ved den nordlige pol strækker de sig sydpå til 80 ° breddegrad. Ved sydpolen er deres udstrækning mindre klart defineret, men de ser ud til at strekke sig længere fra polen end i nord. Lagdelingen antages at skyldes variationer i andelen af støv og is, sandsynligvis forårsaget af ændringer i drejningen af drejeaksen (skrå). Ved høje skråheder drives vandis fra polerne, hvilket sandsynligvis får de resterende vandiskapper til at forsvinde helt, og isen afsættes på lavere breddegrader. Ved lave skråninger er vand-iskapperne maksimale. Skråvariationer påvirker også forekomsten af støvstorme og afsætning af støv ved polerne. Aflejringerne har en ung alder, fordi de alle har samlet sig siden den sidste periode med stor skråhed, da de forrige sedimenter blev fjernet. En særegenhed ved sedimenterne ved nordpolen er, at de er omgivet af, og måske hviler på, et stort klitmark, der er rig på sulfatmineralgips.
Under nuværende forhold, ved breddegrader over 40 °, er jorden is permanent stabil i dybder mindre end 1 meter (3 fod) under overfladen, fordi temperaturer der aldrig kommer over frostpunktet. Over 60 ° breddegrad er isen lav nok til at være blevet detekteret fra bane. Is blev også fundet lige under overfladen af Phoenix-landeren ved 68 ° N. På breddegrader over 40 ° har nyere slagkratere udgravet overfladen til dybder på mere end 2 meter (7 fod) og afsløret jordisen. Der er også adskillige overfladefunktioner forårsaget af tilstedeværelsen af rigelig jorden is. Disse inkluderer polygonalt brudt jord svarende til det, der findes i terrestriske permafrostregioner og en generel blødgøring af terrænet, sandsynligvis forårsaget af isafgrænset strøm af materialerne nær overflade. Et markant kendetegn ved 40 ° –60 ° -højde-bredden, der er tegn på is, er tilstedeværelsen af affaldsforklæder ved bunden af de mest stejle skråninger. Materialer, der kaster sig fra skråningerne, ser ud til at have løbet ti kilometer langt væk fra skråningerne, og jordindtrængende radar viser, at forklæderne indeholder store isfraktioner.
I perioder med høj skråhed blev is drevet fra polerne akkumuleret på overfladen på lavere breddegrader, muligvis for at danne gletsjere. Modellering af atmosfærisk cirkulation antyder, at de foretrukne steder for isansamling i disse perioder er de vestlige skråninger af Tharsis-vulkanerne og nordøst for Hellas-bassinet. Alle disse placeringer er rige på strømningsfunktioner og moralsk landskabsformer, hvilket antyder, at gletsjere faktisk var til stede.
Radarinstrumentet ombord på Mars Express-rumfartøjet opdagede en mulig sø med flydende vand under den sydpolære iskappe. Fordi temperaturen på jorden under polarhætten antages at være omkring -68 ° C (−90 ° F), ville vandet i søen være ekstremt salt.
Den nordpolære region indeholder også det største område med klitter på Mars. Klitterne, der optager den nordlige del af sletten, kendt som Vastitas Borealis, danner et bånd, der næsten fuldstændigt omslutter den nordpolære resthætte. Samspilning af sand og sæsonbestemte kuldioxid sne kan ses nogle steder, hvilket indikerer at klitterne er aktive i mindst en sæsonbestemt tidsplan.
