在1960年代中期，來自加州理工學院的科學家羅伯特·萊頓（Robert B. Leighton）和布魯斯·默裡（Bruce C. Murray）對火星大氣中的二氧化碳進行了理論推論，這是水手IV探測器在一次飛行中發現的。科學家認為，火星可能具有二氧化碳冰的長期穩定極性沉積，可以控制全球大氣壓。加州理工學院的一項新研究表明，他們的理論可能是正確的。
二氧化碳佔火星大氣的95％。紅色星球的表面壓力僅為地球的0.6％。萊頓（Leighton）和穆雷（Murray）的理論是，隨著行星繞著太陽軸繞其軸擺動，大氣壓力的值可能會發生變化。
這將使兩極或多或少暴露在陽光下，兩極中二氧化碳冰上的直射陽光會導致升華。升華是材料從固態到氣態的直接轉變。科學家們預測，在數萬年的周期中，大氣壓力將從今天的火星大氣壓力的四分之一擺動到如今的兩倍。
加州理工學院研究人員的新模型提供了關鍵證據。研究小組探索了火星南極存在的一個神秘特徵，即交替層中大量積聚的二氧化碳冰和水冰，這些冰層延伸到1 km的深度。科學家們說，層沉積物中的二氧化碳與當今整個火星大氣中的二氧化碳一樣多。
科學家長期以來一直認為，將二氧化碳冰埋在水冰下無法生存。但是，新的模型顯示出這些冰層可能是由於行星旋轉的傾斜度變化，水冰和二氧化碳冰反射太陽光的方式不同以及二氧化碳冰升華導致的氣壓升高而演化的結果。他們認為較暖的時期會使二氧化碳冰升華，從而留下更穩定的水冰層。