Polaariset sedimentit, pohjajää ja jäätiköt
Jokaisessa navassa on nippu hienokerroksisia vesijäärikkaita sedimenttejä, joiden paksuus on noin 3 km (2 mailia) ja vain muutama kymmeniä miljoonia vuosia vanhoja. Kerroskerros paljastuu sedimenttien kehän ympärillä ja laaksoissa, jotka kiertyvät napoista. Talvella sedimentit peitetään hiilidioksidin pakkailla, mutta ne paljastuvat kesällä. Pohjoisnavalla ne ulottuvat etelään 80 ° leveysasteeseen. Etelänavalla niiden laajuus ei ole yhtä selvästi määritelty, mutta ne näyttävät ulottuvan navasta kauemmaksi kuin pohjoisessa. Kerroksen uskotaan johtuvan pölyn ja jään suhteen vaihteluista, jotka todennäköisesti johtuvat muutoksista pyörimisakselin kallistumisessa (kaltevuus). Suurilla viiveillä vesijää poistuu napoilta, mikä todennäköisesti aiheuttaa jäännösjään korkkien katoamisen kokonaan ja jään laskeutumisen alemmille leveysasteille. Pienillä viiveillä vesijäälakit ovat maksimissaan. Kaltevuusvaihtelut vaikuttavat myös pölymyrskyjen esiintymiseen ja pölyn laskeutumiseen pylväille. Saostumat ovat nuoria, koska ne ovat kertyneet viimeisen korkean kaltevuuden jakson jälkeen, jolloin edelliset sedimentit poistettiin. Yksi pohjoisnavan sedimenttien erityispiirteistä on, että niitä ympäröi suljettuun mineraalikipsiin rikas dyynikenttä, joka kenties lepää niiden päällä.
Nykyisissä olosuhteissa yli 40 ° leveysasteilla pohjajää on pysyvästi vakaa alle 1 metrin (3 jalkaa) syvyydessä pinnan alapuolella, koska lämpötilat eivät koskaan nouse pakkaspisteen yläpuolelle. Yli 60 ° leveysasteen yläpuolella jää on niin matala, että se voidaan havaita kiertoradalta. Jään löysi myös jään pinnan alapuolelta Phoenix-laskulaite 68 ° N: n korkeudella. 40 °: n korkeammilla leveysasteilla äskettäiset iskulaatit ovat kaivanneet pinnan yli 2 metrin syvyyteen paljastaen pohjajäätä. Runsaasti pohjajäätä aiheuttaa myös lukuisia pintaominaisuuksia. Niihin sisältyy monikulmaisesti murtunut maa, joka on samankaltainen kuin maanpäällisissä ikirouta-alueilla, ja maaston yleinen pehmeneminen, joka todennäköisesti johtuu pinnan lähellä olevien materiaalien jään suorittamasta virtauksesta. Jäälle osoittavien 40 ° –60 ° -asteen vyöhykkeiden silmiinpistävä ominaisuus on roskien esiliinojen läsnäolo useimpien jyrkien rinteiden pohjalla. Rinteiltä irtoavat materiaalit näyttävät virtaneen kymmeniä kilometrejä rinteistä, ja maahan tunkeutuva tutka osoittaa, että esiliinat sisältävät suuria jääosaja.
Korkean kaltevuuden aikana jään ajaa pintaan kerääntyneiltä napoilta alemmilla leveysasteilla mahdollisesti jäätiköiden muodostamiseksi. Ilmakehän kiertämisen mallintaminen viittaa siihen, että edullisimmat jään kerääntymispaikat näinä ajanjaksoina ovat Tharsis-tulivuorten länsirinteet ja Hellas-altaan koilliseen. Kaikissa näissä paikoissa on runsaasti virtausominaisuuksia ja morainelide-muodonmuutosmuotoja, mikä viittaa siihen, että jäätiköitä oli todellakin aikaisemmin.
Tutka-instrumentti, joka oli Mars Express -aluksen päällä, havaitsi mahdollisen nestemäisen veden järven eteläisen napajäätikön alapuolella. Koska polaarisen kannen alla olevan maan lämpötilan uskotaan olevan noin -68 ° C (-90 ° F), järven veden on oltava erittäin suolaista.
Pohjoisnapa-alue sisältää myös suurimman hiekkadyynien alueen Marsilla. Dyynät, jotka hallitsevat Vastitas Borealis -nimisen tasangon pohjoisosan, muodostavat vyöhykkeen, joka ympäröi melkein kokonaan pohjoisnapaisen jäännöskorkin. Hiekan ja vuodenaikojen hiilidioksidilumen välikerros näkyy joissakin paikoissa, mikä osoittaa, että dyynit ovat aktiivisia ainakin kausittain.
