火星与地球一样，两极都覆盖着冰盖。但不同的是，火星上不仅有水冰，还有一层厚厚的二氧化碳“冰”即固体二氧化碳，也叫“干冰”，其厚度随火星季节而变化。尽管我们对冰盖表面特征较为了解，也明白冰盖里“干冰”与火星大气二氧化碳的循环情况，可古老火星冰层下到底有什么仍是谜，直到 2006 年 NASA 发射火星侦察轨道器成为火星的人造卫星。

NASA 火星侦察轨道器

火星老卫星上会装浅层雷达 SHARAD 装置，十多年间该装置向行星表面发射无线电波，再经反射由天线接收，每个装置都能观测到 2000 圈数据且已发现一些结冰物质。如今行星科学家利用海量存档数据构建出覆盖火星两极冰盖的三维视图，这能助我们了解内部结构和冰的变化情况。从事自由分析与定量服务的 Frederick J. Foss 说：“虽然三维地震仪和探地雷达已是常规地球物理勘探工具，但三维成像能提高对火星两极冰盖特征的检测性和解释性。”这些 3-D 火星冰盖内部地图将有助于未来发现冰层下的秘密，也能助我们探究火星如何从适合居住状态变成如今这般极端干燥气候。

火星探测器拍摄的火星南半球及南极冰盖

在重力作用下，冰川会从高地势向低地势滑动并汇聚，如河流般缓慢坚定地推进。冰川运动缓慢持久，力量巨大，所经之处会在岩石表面留下深深划痕。近期美国行星科学研究所科学家指出，火星南极干冰可流动，能在水冰基床上向低处推进。火星南极白色冰盖主要由水冰（下层）和干冰（上层）构成。

火星南极冰盖区最大的干冰冰川

火星南极干冰冰盖约从 60 万年前开始形成，当时火星气候周期性变冷致大量二氧化碳在南极凝固、沉降，总量惊人，使火星大气压降为原来一半。若干冰均匀分布在火星南极地表，厚度约 45 米，而现在某些地方干冰厚度达 1 千米，仅靠大气沉降难以解释此差异，研究人员据其特征认为它们会像冰川一样流动。在火星南极，最大的干冰冰川长 200 千米、宽 40 千米，约 40 万年前二氧化碳沉降率最高时流速最快，现在仍在流动，只是流速很慢。此外，研究人员认为火星冰川以干冰为主是因干冰在火星环境中的流动性远超水冰，理论上流速可达水冰近百倍。太阳系中已知仅地球、火星和冥王星这三个天体表面有会“行走”的冰川。