Ett av den moderna rymdvetenskapens stora mysterier sammanfattas prydligt av utsikten från NASA:s Perseverance, som just landade på Mars:Idag är det en ökenplanet, och ändå sitter rovern precis bredvid ett gammalt floddelta.

Den uppenbara motsägelsen har förbryllat forskare i årtionden, speciellt för att samtidigt som Mars hade strömmande floder, det fick mindre än en tredjedel så mycket solsken som vi njuter av idag på jorden.

Men en ny studie ledd av planetforskaren Kite vid University of Chicago, en biträdande professor i geofysiska vetenskaper och en expert på klimat i andra världar, använder en datormodell för att lägga fram en lovande förklaring:Mars kunde ha haft ett tunt lager av is, höghöjdsmoln som orsakade en växthuseffekt.

"Det har varit en pinsam koppling mellan våra bevis, och vår förmåga att förklara det i termer av fysik och kemi, " sade Kite. "Denna hypotes går en lång väg mot att stänga det gapet."

Av de många förklaringar som forskare tidigare lagt fram, ingen har någonsin fungerat riktigt. Till exempel, några antydde att en kollision från en enorm asteroid kunde ha frigjort tillräckligt med kinetisk energi för att värma planeten. Men andra beräkningar visade att denna effekt bara skulle pågå i ett eller två år - och spåren av gamla floder och sjöar visar att uppvärmningen sannolikt fortsatte i åtminstone hundratals år.

Kite och hans kollegor ville återkomma till en alternativ förklaring:Moln på hög höjd, som cirrus på jorden. Även en liten mängd moln i atmosfären kan avsevärt höja en planets temperatur, en växthuseffekt som liknar koldioxid i atmosfären.

Idén föreslogs först 2013, men det hade till stor del lagts åt sidan eftersom, Kite sa, "Det hävdades att det bara skulle fungera om molnen hade osannolika egenskaper." Till exempel, modellerna antydde att vatten skulle behöva dröja länge i atmosfären - mycket längre än vad det vanligtvis gör på jorden - så hela utsikten verkade osannolik.

Med hjälp av en 3D-modell av hela planetens atmosfär, Kite och hans team gick till jobbet. Den saknade biten, de hittade, var mängden is på marken. Om det fanns is som täckte stora delar av Mars, som skulle skapa ytfuktighet som gynnar låghöjdsmoln, som inte tros värma planeter särskilt mycket (eller till och med kan kyla dem, eftersom moln reflekterar solljus bort från planeten.)

Men om det bara finns isfläckar, som vid polerna och på toppen av berg, luften på marken blir mycket torrare. Dessa förhållanden gynnar ett högt lager av moln - moln som tenderar att värma planeter lättare.

Modellresultaten visade att forskare kan behöva förkasta några avgörande antaganden baserade på vår egen speciella planet.

"I modellen, dessa moln beter sig på ett väldigt ojordiskt sätt, " sa Kite. "Att bygga modeller på jordbaserad intuition kommer helt enkelt inte att fungera, eftersom detta inte alls liknar jordens vattenkretslopp, som flyttar vatten snabbt mellan atmosfären och ytan."

Här på jorden, där vatten täcker nästan tre fjärdedelar av ytan, vatten rör sig snabbt och ojämnt mellan havet och atmosfären och land – rör sig i virvlar och virvlar som innebär att vissa platser är mestadels torra (Sahara) och andra är genomvåta (Amazonas). I kontrast, även på toppen av dess beboelighet, Mars hade mycket mindre vatten på sin yta. När vattenånga hamnar i atmosfären, i Kites modell, det dröjer sig kvar.

"Vår modell antyder att när vattnet väl flyttade in i den tidiga Marsatmosfären, det skulle stanna där ganska länge – närmare ett år – och det skapar förutsättningar för långlivade höghöjdsmoln, sa Kite.

NASA:s nylandade Perseverance-rover borde kunna testa denna idé på flera sätt, för, till exempel genom att analysera småsten för att rekonstruera tidigare atmosfärstryck på Mars.

Att förstå hela historien om hur Mars fick och förlorade sin värme och atmosfär kan hjälpa till att informera sökandet efter andra beboeliga världar, sa forskarna.

"Mars är viktig eftersom det är den enda planeten vi känner till som hade förmågan att stödja liv - och sedan förlorade det, " sade Kite. "Jordens långsiktiga klimatstabilitet är anmärkningsvärd. Vi vill förstå alla sätt på vilka en planets långsiktiga klimatstabilitet kan bryta ner - och alla sätt (inte bara jordens sätt) som den kan upprätthållas. Denna strävan definierar det nya området för jämförande planetarisk beboelighet."