Depuis sa formation il y a des milliards d'années, Mars n'a jamais été une planète parfaitement sphérique. Elle n'est pas non plus composée de matériaux semblables, selon les scientifiques qui ont étudié la planète. Depuis sa formation, elle a changé de forme, par exemple, par le développement du bombement de Tharsis, un plateau de huit kilomètres de haut qui couvre un sixième de la surface de Mars, et par l'activité volcanique. En raisons de ces deux facteurs, la planète a vacillé sur son axe, modifiant son orientation originale.
Un chercheur canadien, Jafar Arkani-Hamed de l'Université McGill, à Montréal au Québec, a calculé l'ancien emplacement des pôles, en se basant sur l'emplacement de cinq bassins géants sur la surface de la planète. Jafar Arkani-Hamed a déterminé que ces cinq bassins dénommés Argyre, Hellas, Isidis, Thaumasia, et Utopia, se tiennent tous sur un grand arc de cercle. Ceci suggère que les projectiles qui ont causé ces bassins ont pour origine une unique source et que les impacts tracent l'équateur de Mars au moment de l'impact, bien avant le développement du bombement de Tharsis.
Des cinq bassins résultant de l'impact des fragments de l'astéroïde d'origine capturé par la gravitation de Mars, seulement trois sont bien préservés. Les deux autres ont été détectés par l'analyse d'anomalies de la gravitation martienne. Le grand cercle qu'ils décrivent à la surface de Mars a son centre à la latitude 30 sud et à la longitude 175. En réalignant la carte de Mars avec ce point comme pôle antarctique, le grand cercle marque l'ancien équateur de la planète.
Gravité sur Mars en tenant compte des effets de l'altitude.
Le Point noir est le centre d'un cercle d'impacts et pourrait être l'ancien pôle sud de la planète.
Arkani-Hamed a estimé que la masse de l'astéroïde capturé par Mars était d'environ un pour cent de celle de notre satellite, la Lune. Son diamètre était d'environ 800 à 1000 kilomètres, selon sa densité, laquelle ne peut pas être déterminée.
Si les travaux d'Arkani-Hamed étaient confirmés par de nouvelles recherches, l'étendue de la présence d'eau souterraine présumée sur Mars devrait être réévaluée. "La région près de l'équateur actuelle était au pôle lorsque l'eau courante existait probablement", note Arkani-Hamed dans son rapport. "Pendant que l'eau en surface diminuait, les calottes polaires sont restées la source principale d'eau qui a très probablement pénétré dans des strates plus profondes et est demeurée comme permafrost, laissant supposer un grand réservoir souterrain d'eau. Cela pourrait s'avérer important pour de futures missions habitées vers Mars".