早在1976年美国的Viking探测器曾首次拍摄到火星两极地区的螺旋状冰谷，从那时起科学家就试图阐明螺旋状冰谷的形成机理，因为在任何一个其他行星上都没有这样的螺旋状冰谷。

这些很深的螺旋状冰谷在火星两极地区延伸数百千米，按照原有的假设，这些深谷是由于伴随有风或极地冰块移动的结冰与融化交替循环而形成。美国亚利桑那大学地质形态学专家约翰·佩列奇耶博士在新一期《地质学》杂志发表的文章中提出了对螺旋状冰谷的新解释，他研究形成螺旋状冰谷的计算机模型，该模型指出，在火星两极周期性地发生的只有两种作用过程，即加热或冷却。这种情况可以用火星上形成的条件--其旋转轴一定的倾角（25.2°）和稀薄的大气来解释。

火星上一年中大部分时间的气温都不超过冰点，只是在每年夏季十分短暂的时间里极地冰帽才会融化。不妨以一个冰缝为例来看一下这种作用过程，在火星白天一定时间，太阳光从一个方向照耀冰缝，迫使冰缝加热和被照耀冰缝壁蒸发，这样使这一方向上的冰缝深度增大和宽度也增加。然后随着火星围绕自己轴的旋转，太阳光会照耀冰缝原先阴影的一面，现在这阴影面也开始融化，就这样重复经历许多年。佩列奇耶博士在自己的模型中考虑到火星围绕自身轴和围绕太阳的旋转速度，最后获得了这样的结果，经过几千年融化和结冰的循环从最初不大的冰缝而变成了深度超千米和长度延伸数百千米的深谷，在外形上弯曲成对数螺线。

在地球极地附近地区也拥有巨大众多冰山，而地球自转轴的倾角与火星差不多（23.45°），但是地球两极地区却没有任何螺旋状深谷，这说明地球低层大气温度主要由海流和海风确定。在火星上大气非常稀薄，而海洋又完全没有，因此火星表面温度主要由太阳光的入射角确定。