Озеро размером около 20 км в поперечнике расположено у южного полюса планеты и скрыто толстой ледяной шапкой.
Открытие было сделано при помощи радара Marsis, установленного на межпланетной станции "Марс-экспресс".
Ранее исследователи предполагали, что по поверхности Марса может иногда ненадолго разливаться вода тающих ледников (учитывая низкое давление, она должна очень быстро испаряться), однако впервые появились основания полагать, что на Красной планете существует и постоянный жидкий водный резервуар.
Марсоход НАСА "Кьюриосити" обнаружил на поверхности планеты лишь высохшие озёра, доказав, что в прошлом вода на Марсе была.
Однако с тех пор температура на планете значительно понизилась из-за очень разреженной атмосферы - и большая часть воды превратилась в лёд.
"Возможно, это не очень большое озеро", - говорит руководитель исследования, профессор Итальянского национального института астрофизики Роберто Оросеи.
Радар не смог измерить толщину водяного слоя, однако учёные полагают, что она никак не меньше метра.
"Это позволяет классифицировать его самостоятельный водный резервуар. Это озеро, а не просто заполненное талой водой пространство между льдом и горной породой, какие иногда можно найти и под ледниками на Земле", - добавляет он.
Что дальше?
Хотя само существование водного резервуара будоражит воображение тех, кого интересует возможность существования на Марсе жизни - пусть даже в прошлом, - характеристики озера ещё нужно подтвердить дальнейшими исследованиями.
"Сейчас необходимо повторить произведённые измерения в других местах, чтобы посмотреть на похожие сигналы, подумать над другими возможными причинами таких результатов и - надеюсь - исключить любые альтернативные объяснения", - объясняет профессор Открытого университета Мэтт Балми.
"Может быть, это послужит отправной точкой для организации нового запуска к Марсу, чтобы пробурить скважину к этому водному карману - как это было сделано с земными озерами, скрытыми под ледниками Антарктики", - рассуждает он.
Учёные уже заявляли об обнаружении бактериальной жизни в глубинах антарктического озера Восток, но бурение на Марсе - куда более амбициозный проект.
"Добраться туда и окончательное убедиться, что это именно озеро, - задача не из простых", - говорит профессор Оросеи.
"Для этого потребуется летающий робот, способный пробурить 1,5-километровую скважину в толще льда. В настоящий момент таких технологий попросту нет", - заключает он.