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En la Tierra, la nieve se forma a partir de cristales de agua congelada, pero en Marte la situación es mucho más dramática. La atmósfera del planeta es más delgada que la de la Tierra en un factor de más de 100 y contiene sólo un 0,13% de oxígeno en comparación con el 21% de la Tierra. Sin embargo, a pesar de estas duras condiciones, el Planeta Rojo experimenta nevadas, aunque en una forma completamente diferente de los familiares copos blancos que vemos aquí.
De hecho, se puede formar hielo de agua en la atmósfera marciana, pero la combinación de una fina columna de aire y un frío extremo hace que estos cristales de hielo se sublimen antes de llegar a la superficie. Como resultado, la superficie rara vez alberga nieve a base de agua. Sin embargo, los orbitadores de la NASA, en particular el Mars Reconnaissance Orbiter y la nave espacial MAVEN, han fotografiado repetidamente campos de dunas cubiertos por lo que es inequívocamente nieve seca.
A diferencia de la nieve de la Tierra, la nieve marciana no está compuesta de agua congelada sino de dióxido de carbono congelado, comúnmente conocido como hielo seco. Cuando la temperatura ambiente cae por debajo de –78,5 °C (–109,3 °F), el CO₂ se condensa directamente de un gas a un sólido, sin pasar por una fase líquida. En las regiones más frías de Marte, las temperaturas pueden caer hasta –153 °C (–243 °F), lo que proporciona el entorno ideal para que se acumule nieve de CO₂.
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La inclinación axial de Marte es de aproximadamente 25,2°, casi dos grados mayor que la de la Tierra. Sumada al período orbital más largo del planeta, esta inclinación da lugar a cambios estacionales más pronunciados. Un invierno marciano puede durar hasta 687 días terrestres, durante los cuales la delgada atmósfera del planeta pierde gran parte del calor retenido, lo que provoca que las temperaturas de la superficie desciendan drásticamente.
Durante los meses más fríos, las temperaturas en la superficie del planeta pueden alcanzar tan solo –153°C (–243°F), mucho más frías que el récord de la Antártida de –89,4°C (–128°F). Estas condiciones gélidas permiten que el CO₂ se congele de la atmósfera y se deposite en el suelo como una fina capa de hielo seco en forma de cubo. Los científicos estiman que durante el invierno, hasta un tercio del CO₂ atmosférico del planeta se condensa, formando una capa de dos pies (≈0,6 m) de espesor sobre los casquetes polares.
Si bien la apariencia exacta de los copos de nieve marcianos sigue siendo en gran medida teórica (dada la ausencia de observaciones directas), la disposición molecular única del CO₂ sugiere que estos copos serían microscópicamente pequeños y claramente cúbicos, en contraste con la estructura dendrítica de la nieve terrestre.
