在1960年代中期，来自加州理工学院的科学家罗伯特·莱顿（Robert B. Leighton）和布鲁斯·默里（Bruce C. Murray）对火星大气中的二氧化碳进行了理论推论，这是水手IV探测器在一次飞行中发现的。科学家认为，火星可能具有二氧化碳冰的长期稳定极性沉积，可以控制全球大气压。加州理工学院的一项新研究表明，他们的理论可能是正确的。
二氧化碳占火星大气的95％。红色星球的表面压力仅为地球的0.6％。莱顿（Leighton）和穆雷（Murray）的理论是，随着行星绕着太阳轴绕其轴摆动，大气压力的值可能会发生变化。
这将使两极或多或少暴露在阳光下，两极中二氧化碳冰上的直射阳光会导致升华。升华是材料从固态到气态的直接转变。科学家们预测，在数万年的周期中，大气压力将从今天的火星大气压力的四分之一摆动到如今的两倍。
加州理工学院研究人员的新模型提供了关键证据。研究小组探索了火星南极存在的一个神秘特征，即交替层中大量积聚的二氧化碳冰和水冰，这些冰层延伸到1 km的深度。科学家们说，层沉积物中的二氧化碳与当今整个火星大气中的二氧化碳一样多。
科学家长期以来一直认为，将二氧化碳冰埋在水冰下无法生存。但是，新的模型显示出这些冰层可能是由于行星旋转的倾斜度变化，水冰和二氧化碳冰反射太阳光的方式不同以及二氧化碳冰升华导致的气压升高而演化的结果。他们认为较暖的时期会使二氧化碳冰升华，从而留下更稳定的水冰层。