Die NASA-Sonde 2001 Mars Odyssey untersucht seit Anfang 2002 die Zusammensetzung der Marsoberfläche aus dem Orbit. Sie konnte somit seit dem Beginn der Mission fast ein komplettes Marsjahr verfolgen und beobachten, welche Auswirkungen etwa die Jahreszeiten auf das Anwachsen oder Abschmelzen der polaren Eiskappen haben. Doch nicht nur diese kurzfristigen periodischen Änderungen des Klimas lassen sich aus den Daten ablesen: Die Forscher fanden auch Hinweise auf längerfristige Vorgänge in der Marsatmosphäre.

So stellten sie etwa fest, dass es in einer relativ warmen Gegend in der Nähe des Marsäquators zu viel gefrorenes Wasser im Marsboden zu geben scheint. Die Bedingungen in der Marsatmosphäre würden diesen hohen Anteil von Eis in dieser Region nicht erlauben, so Dr. William Feldman vom Los Alamos National Laboratory in New Mexiko, der eines der Instrumente an Bord der Sonde betreut. "Eine Erklärung dafür könnte sein, dass der Mars gerade aus einer Eiszeit kommt. In einigen Regionen ist das Eis schon weggeschmolzen, so dass es wieder einen Gleichgewichtszustand mit der Atmosphäre gibt. In anderen Regionen dauert der Prozess länger. Das ist etwa vergleichbar mit nach einem langen Winter übrig gebliebenen Schnee, der sich in geschützten Ecken erstaunlich lange hält."

Auch das Modell der Marsoberfläche, das auf den Daten des Gammastrahlen-Spektrometers basiert, unterstützt die These von der Klimaveränderung. Danach besteht der Marsboden aus drei verschiedenen Schichten: "Ganz oben befindet sich eine Schicht, die sehr trocken ist und keinerlei Eis enthält", erläutert Dr. William Boynton von der Universität von Arizona. "Darunter befindet sich eine Schicht, in die Eis zwischen die Sandkörner gemischt ist und darunter schließlich eine Region, in der sich 60 bis 100 Prozent Wassereis befinden können." Nach Ansicht des Forschers ist die unterste Schicht ein Überbleibsel einer kälteren Klimaperiode auf dem Mars. In der darüber liegende Schicht wäre das Eis teilweise schon in die Atmosphäre verdampft. Der Staub, der dabei übrig bleibt, würde die obere Schicht bilden, in der wenig Raum ist, um neues Eis einzulagern.