Periodicamente, con le variazioni d'inclinazione dell'asse, il polo sud riceve più radiazione solare, che fa sublimare l'anidride carbonica ghiacciata e crea le condizioni per la presenza di acqua allo stato liquido per lunghi periodi .La quantità di atmosfera presente su Marte cambia drasticamente quando l'asse di rotazione del pianeta varia.
Con la scopertas di scoperta grandissime dì riserva di anidride carbonica, diventa di notevole importanza se si tiene presente che i modelli dinamici di Marte mostrano che l'inclinazione dell'asse di rotazione varia in maniera significativa con una periodicità di circa 100.000 anni. Ogni mille secoli quindi il polo sud marziano riceve una maggiore quantità di luce solare e quindi buona parte o tutta l'anidride carbonica può sublimare facendo innalzare la pressione atmosferica e di conseguenza l'effetto serra, creando quindi le condizioni per la sopravvivenza di acqua allo stato liquido per lunghi periodi.
Durante questi periodi quindi Marte è circondato da un'atmosfera abbastanza densa anche se composta quasi essenzialmente da anidride carbonica che sulla terra rappresenta solo lo 0,4 per cento. Questo effetto secolare può quindi essere la causa di molte delle evidenze di scorrimento di acqua su Marte dove si possono vedere resti di fiumi e grandi estuari a delta. Quando l'asse di Marte ritorna all'inclinazione che misuriamo oggi, l'anidride carbonica precipita di nuovo sotto forma di ghiaccio e si concentra nella regione più fredda del pianeta: il polo sud.
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