As estações da Terra são causadas pela inclinação do eixo de rotação do nosso planeta em relação ao plano orbital ou obliquidade. A obliquidade de Marte é atualmente de cerca de 25 graus, o que não é muito diferente dos 23 graus da Terra. Contudo, cálculos numéricos feitos por cientistas do Observatório de Paris e do Instituto de Tecnologia de Massachusetts sugerem que esse quase acordo é uma coincidência.

Sob a influência de torques gravitacionais de outros planetas, A obliquidade de Marte varia caoticamente, provavelmente atingindo valores maiores que 60 graus e menores que 10 graus. Por contraste, A obliquidade da Terra parece ter sido limitada a pequenas variações de seu valor atual por causa da influência gravitacional estabilizadora da lua. Se os cálculos estiverem corretos, então, durante a maior parte da história do Sistema Solar, a obliquidade de Marte era maior do que 25 graus. Isso produziria verões mais quentes e invernos mais frios do que no Marte atual. Na terra, Acredita-se que um recente aumento de 1 grau na obliquidade tenha desencadeado o recuo do manto de gelo da localização atual da cidade de Nova York para a Groenlândia. As consequências climáticas de mudanças de 50 graus na obliquidade em Marte permanecem desconhecidas.

É possível, embora não provado, essa maior obliquidade desencadeou o derretimento parcial de parte do gelo de água de Marte. Nossa melhor chance de entender isso é encontrar pilhas de gelo, pó, lodo ou areia que se acumulou ao longo de muitos ciclos de mudança de obliquidade. Químico, variações mineralógicas e isotópicas dentro dessas pilhas poderiam, então, oferecer pistas sobre as mudanças climáticas anteriores. Em Marte, camadas de sedimentos de espessura quase uniforme visíveis da órbita são impressões digitais de depósitos que registram muitos ciclos de mudança de obliquidade.

Esta imagem HiRISE de uma encosta voltada para o leste em Tithonium Chasma foi tirada para acompanhar uma imagem anterior da Câmera de Contexto que parecia mostrar camadas de sedimentos de espessura quase uniforme. Essas camadas de sedimentos são as listras escuras e claras que correm diagonalmente no centro da observação. Nesta visão de cima para baixo, a luz do sol da tarde identifica cristas sutis de tendência leste-oeste na encosta voltada para o leste. As listras escuras e claras parecem se desviar para o leste (encosta abaixo) através das cristas. Para um geólogo, esse padrão de afloramento mostra que o mergulho das camadas de sedimentos antigos é mais suave do que a inclinação da encosta moderna. Uma análise mais aprofundada da imagem pode determinar se essas camadas registram mudanças climáticas causadas pela obliquidade em Marte.