早在17世纪末尾，荷兰的天文学家惠更斯就用自己设计的精密望远镜观察到了火星的两极，并且通过他的描述，火星南北极都拥有一个巨大的“白斑”，像是戴着白色的帽子。

当然，这只是他的口述，后来人类通过努力，拍到了红色星球戴着白色帽子的“证件照”。对比发现，地球和火星都戴着白色帽子。帽子，在古代也称为“冠”。我们中国人给火星两极的“帽子”起了个文雅的名字——“极冠”。

火星两极极冠（图片来源：NASA）

通过返回的图像信息，我们可以看到，火星南北两极被厚厚的白色物质所覆盖，白色物质与红棕色地区有鲜明的对比，还可以观测到强风和暴风雨的痕迹。

那么问题来了，这些雪白的物质是什么呢？是不是和地球的南北两极一样是由水变成的冰和雪呢？直到18世纪末，英国科学家斯托尼就提出了第一个猜想，认为这些雪白的物质是由二氧化碳气体结晶而成的干冰。到了20世纪中叶，天文学家柯伊伯使用分光技术观测，推测白色物质是水冰而不是干冰。

直到人造探测器对火星进行了多次探测，人类才正式确认极冠中含有85%的二氧化碳干冰和15%左右的水冰。

火星两极极冠的白色物质（图片来源：SCIENCE）

随着两极白色物质的逐渐揭露，又一个问题出现了——不论水冰或是干冰，难道极冠就只有固态“冰”吗？

??2018年，意大利科学家奥罗塞团队就利用“火星快车号”轨道器上的雷达数据，发现火星南极极冠下面1.5千米处存在20千米宽的液态水体。

陨石坑冰湖（利用数字地形模型和“火星快车号”探测数据合成制作）（图片来源:ESA）

??2020年9月28日，借助该轨道器上新的雷达数据，意大利行星科学家劳洛团队最新发现南极乌尔蒂马断崖群下面有3个液态水体，其中最大的水体长约20千米×30千米。