据英国每日邮报报道，火星表面深峡谷和沟壑可能形成于持续1000多万年的全球转暖时期，融化了覆盖表面的冰川。该理论将解释火星表面水侵蚀特征，这一现象形成于大约38亿年前，许多科学家认为该时期火星处于冷冻状态。
研究人员指出，火星密集大气层中积累的温室气体可能促进气候循环，使液态水出现，并在另一个冰冻时期再次冻结。之前研究认为，火星气候转暖是由于小行星碰撞造成的，形成蒸汽大气层促进降雨。但是小行星碰撞影响时期较短，很难制造出充足的水，研究人员指出，这可能是火星全球气候转暖循环有关。
天文学和天体物理学研究生娜塔莎-巴塔利亚(Natasha Batalha)说：“基于循环假设，较长的气候转暖时期将具备充足时间形成火星山谷网络地形。”研究人员指出，火星峡谷类似于科罗拉多大峡谷，气候模型显示温室气体导致火星温暖期持续1000多万年。
伴随着火山喷发、岩浆冷却或者火星地壳渗漏过程，温室气体缓慢释放累积，研究报告合著作者、地球科学教授吉姆-卡斯汀(Jim Kasting)说：“我们认为火星火星持续数百万至数千万年的温暖期，相比之下小行星碰撞假设保持火星温暖仅能持续数千年时间。”
虽然雨水从火星大气层气体中自然移除，通过化学风化过程，在火星表面存储碳，火星早期寒冷温度意味着降雨量较少，这一过程不会持续太久。巴塔利亚指出，由于火星在太阳系宜居地带外部边缘，这颗星球处于“危险状态”，它接收较少太阳辐射通量，因此早期火星处于冰河状态，这里存在火山喷发释气，但是由于温度较低，不会有相同的碳沉积在火星表面。相反火星大气层积累温室气体，火星开始缓慢地升高温度。
伴随着火星逐渐转暖，风化作用将最终加速，快于火山喷发释放气体进入大气层，这将导致火星冷却，开始另一个冰河时期。目前，研究人员必须确定是否火星能够制造充足的二氧化碳和氢气实现这一过程，卡斯汀说：“如果早期火星板块构造像现今地球，那么火星的状况将非常理想，但是现实并非如此，火星大气层过多的二氧化碳产生酸雨，降落在火星表面可以溶解碳酸盐岩石。”
巴塔利亚指出，因此如果下一个火星任务能够更深层挖掘，可能发现火星存在不同的碳酸盐岩，这是二氧化碳存在的确凿证据。