Science साइंस: एक अकेले शोधकर्ता ने यह पता लगाया होगा कि मंगल ग्रह ठंडा होने और वायुमंडल के पतले होने के बाद भी नदियों और समुद्रों को कैसे सहारा दे पाया, और यह सब पानी और कार्बन डाइऑक्साइड के चक्र की बदौलत है। हम भूवैज्ञानिक और खनिज संबंधी साक्ष्यों से जानते हैं कि, लगभग चार अरब साल पहले, मंगल ग्रह इतना गर्म और गीला था कि इसकी सतह पर नदियों और झीलों से लेकर विशाल उत्तरी समुद्र तक व्यापक तरल पानी था। इस अवधि में दो भूवैज्ञानिक युग शामिल हैं: नोआचियन, जो 4.1 से 3.7 अरब साल पहले तक चला, और हेस्पेरियन, जो 3.7 से लगभग 3 अरब साल पहले तक चला। नोआचियन की विशेषता गर्म परिस्थितियाँ हैं, लेकिन इसके बाद के चरणों में मंगल ग्रह ठंडा होना शुरू हो जाना चाहिए था क्योंकि इसने अंतरिक्ष में अपना वायुमंडल खो दिया था। फिर भी नदी चैनलों और समुद्रों के सबूत अभी भी नोआचियन के अंत और हेस्पेरियन युग में वापस आते हैं। ग्रह वैज्ञानिक इस बात से हैरान हैं कि इस समय मंगल ग्रह पर नमी कैसे हो सकती है, और एक सिद्धांत यह है कि लाल ग्रह ने ग्लोबल वार्मिंग की एक अस्पष्ट अवधि का अनुभव किया।
अब, हालांकि, एरिजोना में ग्रह विज्ञान संस्थान के शोधकर्ता पीटर बुहलर ने दक्षिणी ध्रुवीय टोपी पर
जमने वाली कार्बन डाइऑक्साइड बर्फ की भूमिका के अपने मॉडलिंग की बदौलत समस्या का समाधान कर लिया है। मॉडल "मंगल ग्रह पर प्रमुख परिदृश्य विशेषताओं की उत्पत्ति का वर्णन करता है - जैसे कि सबसे बड़ी झील, सबसे बड़ी घाटियाँ और सबसे बड़ी एस्कर प्रणाली - एक स्व-संगत तरीके से," बुहलर ने एक बयान में कहा। "और यह केवल उस प्रक्रिया पर निर्भर करता है जिसे हम आज देखते हैं, जो कि वायुमंडल से कार्बन डाइऑक्साइड का पतन है।" एस्कर्स बहते पानी द्वारा छोड़ी गई लंबी, बजरी वाली लकीरें हैं, और मंगल के दक्षिणी ध्रुव के पास उनकी उपस्थिति इस बारे में एक बड़ा सुराग है कि लाल ग्रह पर घटनाएँ कैसे हुईं।
आमतौर पर, बुहलर आज मंगल ग्रह पर कार्बन-डाइऑक्साइड चक्र का मॉडलिंग करने में अपना समय बिताते हैं। मंगल ग्रह की सर्दियों के दौरान, कार्बन-डाइऑक्साइड बर्फ की एक परत पानी की बर्फ के ध्रुवीय टोपी के ऊपर जम जाती है। जबकि यह उत्तरी ध्रुवीय टोपी पर सिर्फ एक पतली परत है, दक्षिणी ध्रुवीय टोपी में बहुत अधिक है, जिसमें कार्बन डाइऑक्साइड बर्फ की एक स्थायी परत 26 फीट (8 मीटर) मोटी है, जो सर्दियों में और भी बढ़ जाती है। यह अतिरिक्त कार्बन डाइऑक्साइड आमतौर पर मंगल ग्रह की मिट्टी में बंद रहती है, लेकिन मंगल ग्रह की गर्मियों के दौरान यह वायुमंडल में उर्ध्वपातित हो सकती है और सर्दियों के ध्रुव तक पहुँच सकती है।