Trầm tích cực, băng đất và sông băng
Tại mỗi cực là một chồng mịn lớp trầm tích nước đá giàu khoảng 3 km (2 dặm) dày và chỉ có một vài hàng chục triệu năm tuổi. Các lớp được phơi ra xung quanh ngoại vi của trầm tích và trong các thung lũng xoắn ốc ra khỏi các cực. Vào mùa đông, các trầm tích được bao phủ bởi sương giá carbon dioxide, nhưng chúng được phơi ra vào mùa hè. Ở cực bắc chúng kéo dài về phía nam đến vĩ độ 80 °. Ở cực nam, phạm vi của chúng ít được xác định rõ ràng, nhưng chúng dường như mở rộng ra xa cực hơn so với ở phía bắc. Việc phân lớp được cho là kết quả từ sự thay đổi tỷ lệ của bụi và băng, có thể là do thay đổi độ nghiêng của trục quay (độ xiên). Ở độ xiên cao, nước đá bị đẩy ra khỏi các cực, có thể làm cho các khối băng nước còn lại biến mất hoàn toàn và băng bị lắng đọng ở vĩ độ thấp hơn. Ở độ xiên thấp, các khối băng nước ở mức tối đa. Các biến thể xiên cũng ảnh hưởng đến tỷ lệ bão bụi và lắng đọng bụi ở hai cực. Các khoản tiền gửi có một tuổi trẻ bởi vì tất cả chúng đã tích lũy kể từ thời kỳ cuối cùng có độ xiên cao khi các trầm tích trước đó đã được gỡ bỏ. Một điều đặc biệt của các trầm tích ở cực bắc là chúng được bao quanh và có lẽ nằm trên một cánh đồng cồn rộng lớn giàu thạch cao khoáng vật sunfat.
Trong điều kiện hiện tại, ở vĩ độ cao hơn 40 °, băng đất ổn định vĩnh viễn ở độ sâu dưới 1 mét (3 feet) dưới bề mặt vì nhiệt độ không bao giờ vượt quá điểm sương. Vĩ độ trên 60 ° băng đủ cạn để được phát hiện từ quỹ đạo. Băng cũng được tìm thấy ngay dưới bề mặt bởi tàu đổ bộ Phoenix ở 68 ° N. Ở vĩ độ cao hơn 40 °, các miệng hố va chạm gần đây đã đào bề mặt xuống độ sâu hơn 2 mét (7 feet), để lộ băng mặt đất. Ngoài ra còn có nhiều đặc điểm bề mặt gây ra bởi sự hiện diện của băng mặt đất phong phú. Chúng bao gồm mặt đất bị nứt đa giác tương tự như được tìm thấy ở các vùng băng vĩnh cửu trên mặt đất và làm mềm địa hình nói chung, có thể là do dòng chảy của vật liệu gần bề mặt băng. Một đặc điểm nổi bật của các dải băng 40 ° 60 ° biểu thị băng là sự hiện diện của tạp dề mảnh vỡ ở chân của hầu hết các sườn dốc. Các vật liệu rơi ra từ các sườn núi dường như đã chảy ra xa hàng chục km từ các sườn dốc và radar xuyên qua mặt đất cho thấy các tạp dề chứa các phân số lớn của băng.
Trong thời kỳ có độ xiên cao, băng được điều khiển từ các cực tích tụ trên bề mặt ở vĩ độ thấp hơn, có thể tạo thành sông băng. Mô hình lưu thông khí quyển cho thấy rằng các vị trí ưa thích cho sự tích tụ băng trong các thời kỳ này là sườn phía tây của núi lửa Tharsis và phía đông bắc của lưu vực Hellas. Tất cả các địa điểm này rất giàu tính năng dòng chảy và địa hình morainelike, điều này cho thấy rằng sông băng thực sự có mặt trước đây.
Thiết bị radar trên tàu vũ trụ Mars Express đã phát hiện một hồ nước lỏng có thể bên dưới nắp băng cực nam. Bởi vì nhiệt độ của mặt đất bên dưới nắp cực được cho là khoảng −68 ° C (−90 ° F), nước trong hồ sẽ phải cực kỳ mặn.
Vùng cực bắc cũng chứa diện tích cồn cát lớn nhất trên sao Hỏa. Các cồn cát, chiếm phần phía bắc của đồng bằng được gọi là Vastitas Borealis, tạo thành một ban nhạc gần như bao quanh hoàn toàn nắp tàn dư phía bắc. Sự xen kẽ của cát và tuyết carbon dioxide theo mùa có thể được nhìn thấy ở một số địa điểm, cho thấy rằng các cồn cát đang hoạt động trong ít nhất một khoảng thời gian theo mùa.
