Les saisons de la Terre sont causées par l'inclinaison de l'axe de rotation de notre planète par rapport au plan orbital ou à l'obliquité. L'obliquité de Mars est actuellement d'environ 25 degrés, ce qui n'est pas très différent des 23 degrés de la Terre. Cependant, des calculs numériques effectués par des scientifiques de l'Observatoire de Paris et du Massachusetts Institute of Technology suggèrent que ce quasi-accord est une coïncidence.

Sous l'influence des couples gravitationnels d'autres planètes, L'obliquité de Mars varie chaotiquement, atteignant probablement des valeurs supérieures à 60 degrés et inférieures à 10 degrés. Par contre, L'obliquité de la Terre semble avoir été limitée à de petites variations par rapport à sa valeur actuelle en raison de l'influence gravitationnelle stabilisatrice de la Lune. Si les calculs sont corrects, puis pendant la majeure partie de l'histoire du système solaire, l'obliquité de Mars était supérieure à 25 degrés. Cela produirait des étés plus chauds et des hivers plus froids que sur Mars actuelle. Sur Terre, On pense qu'une récente augmentation de 1 degré de l'obliquité a déclenché le retrait de la calotte glaciaire de l'emplacement actuel de New York au Groenland. Les conséquences climatiques des changements d'obliquité de 50 degrés sur Mars restent inconnues.

C'est possible, bien que non prouvé, cette obliquité plus élevée a déclenché la fonte partielle d'une partie de la glace d'eau de Mars. Notre meilleure chance de comprendre cela est de trouver des tas de glace, poussière, le limon ou le sable qui s'est accumulé au cours de nombreux cycles de changement d'obliquité. Chimique, les variations minéralogiques et isotopiques au sein de ces piles pourraient alors offrir des indices sur les changements climatiques passés. Sur Mars, les couches de sédiments d'épaisseur presque uniforme visibles depuis l'orbite sont une empreinte de dépôts qui enregistrent de nombreux cycles de changement d'obliquité.

Cette image HiRISE d'une pente orientée vers l'est dans le Tithonium Chasma a été prise pour faire suite à une image de la caméra contextuelle antérieure qui semblait montrer des couches de sédiments d'épaisseur presque uniforme. Ces couches de sédiments sont les bandes sombres et claires qui traversent en diagonale le centre de l'observation. Dans cette vue de haut en bas, la lumière du soleil de l'après-midi fait ressortir de subtiles crêtes de tendance est-ouest dans le versant orienté à l'est. Les bandes sombres et claires semblent dévier vers l'est (pente descendante) à travers les crêtes. A un géologue, ce modèle d'affleurement montre que le pendage des anciennes couches de sédiments est plus doux que la pente du versant moderne. Une analyse plus approfondie de l'image peut déterminer si ces couches enregistrent d'anciens changements climatiques induits par l'obliquité sur Mars.