Các phương án vừa nêu đều có cùng một mục đích là đưa khí quyển Sao Hỏa đạt đến điểm bùng phát, để từ đó, tự nó sẽ ấm dần mà không cần tác động từ bên ngoài. Tăng nhiệt độ Sao Hỏa lên thêm 6°C là đủ để kích hoạt quá trình tan băng. Khí nhà kính tỏa ra từ các chỏm băng sẽ làm ấm khí quyển. Khí cacbonic hấp thụ trong sa mạc từ hàng thiên niên kỷ cũng được giải phóng và góp phần làm ấm Sao Hỏa, khiến băng tiếp tục tan. Như vậy, quá trình Sao Hỏa ấm lên sẽ tiếp tục mà không cần can thiệp từ bên ngoài. Sao Hỏa càng ấm, lượng hơi nước và khí nhà kính được giải phóng càng nhiều, điều này lại càng khiến Sao Hỏa ấm lên. Quá trình cứ tiếp diễn gần như vô tận và sẽ làm tăng áp suất khí quyển Sao Hỏa.
Khi nước lỏng chảy vào các lòng sông cổ trên Sao Hỏa, những người khai khẩn có thể bắt đầu hoạt động nông nghiệp quy mô lớn. Cây cối ưa thích khí cacbonic, nên trồng trọt ngoài trời sẽ được thực hiện đầu tiên và phế phẩm có thể dùng để trải thành tầng đất mặt. Một chu kỳ tích cực khác được khởi động: càng trồng nhiều mùa vụ, ta càng có nhiều đất màu; đất màu đó lại được dùng để nuôi dưỡng các vụ mùa sau. Đất nguyên thủy trên Sao Hỏa chứa các loại dưỡng chất giá trị giúp cây phát triển như magiê, natri, kali và clo. Khi cây cối phát triển mạnh, chúng sẽ tạo ra nhiều oxy - thành phần thiết yếu cho công cuộc cải tạo Sao Hỏa.
Các nhà khoa học đã xây dựng nhà kính mô phỏng các điều kiện khắc nghiệt trên Sao Hỏa để nghiên cứu khả năng sống sót của thực vật và vi khuẩn. Năm 2014, Viện Ý tưởng Cao cấp thuộc NASA hợp tác cùng hãng Techshot lập nên những vòm sinh thái với môi trường được kiểm soát chặt chẽ để trồng vi khuẩn lam và tảo có khả năng sản xuất oxy. Thử nghiệm sơ bộ cho thấy một số dạng sống thực sự có thể sinh trưởng nơi đây. Năm 2012, các nhà khoa học tại Phòng thí nghiệm Mô phỏng Sao Hỏa (Mars Simulation Laboratory), do Trung tâm Hàng không Vũ trụ Đức quản lý, phát hiện địa y (thực vật giống rêu) sống được ít nhất một tháng tại đây. Năm 2015, các nhà khoa học tại Đại học Arkansas cũng cho thấy bốn loài vi sinh metan (vi sinh vật sản xuất khí metan) có thể tồn tại trong môi trường giống hệ sinh thái Sao Hỏa.
Tham vọng hơn nữa là Thí nghiệm Nguồn sống Sao Hỏa (Mars Ecopoiesis Test Bed) của NASA, dự án sẽ đưa các giống vi khuẩn và thực vật khỏe mạnh, như tảo quang hợp ái cực (extremophile photosynthetic algea) và vi khuẩn lam, lên Sao Hỏa bằng tàu thăm dò. Các dạng sống này sẽ được đặt vào hộp nhỏ rồi đưa xuống lòng đất khoan sâu. Nước cũng sẽ được đưa vào hộp, sau đó, các thiết bị sẽ dò tìm sự xuất hiện của oxy. Nếu có oxy nghĩa là hiện tượng quang hợp đã xảy ra. Nếu thí nghiệm thành công thì trong tương lai, trên Sao Hỏa sẽ có vô số nông trại hoạt động theo mô hình này để tạo ra oxy và lương thực.
Tới đầu thế kỷ 22, làn sóng công nghệ thứ tư – công nghệ nano, công nghệ sinh học và trí tuệ nhân tạo - hẳn sẽ phát triển đủ mạnh để tạo ra ảnh hưởng sâu sắc lên quá trình cải tạo Sao Hỏa.
Một số nhà sinh học dự đoán rằng công nghệ gen sẽ cho ra đời một loài tảo mới, được thiết kế để sống trên Sao Hỏa, có lẽ là trong lớp đất hóa học hỗn hợp đặc biệt của hành tinh này hoặc ở vùng hồ mới hình thành. Loài tảo này sẽ sinh trưởng mạnh trong môi trường khí quyển lạnh, mỏng, giàu khí cacbonic và sẽ thải ra lượng khí oxy lớn. Chúng có thể ăn được và nhờ sử dụng kỹ thuật sinh học mà có các hương vị như ở Trái Đất, đồng thời có thể được chế biến thành loại phân bón lý tưởng.
Trong phim Star Trek II: The Wrath of Khan (Du hành giữa các vì sao II: Cơn thịnh nộ của Khan), có giới thiệu một công nghệ mới vô cùng thần kỳ là Genesis Device (Thiết bị Sáng thế). Nó có khả năng biến tức khắc các hành tinh chết thành nơi phì nhiêu màu mỡ và có thể ở được. Nó nổ tung như quả bom và bắn ra các ADN đã được thiết kế theo công nghệ gen. Khi loại siêu ADN này lan ra khắp mọi ngóc ngách trên hành tinh, các tế bào sẽ hình thành và rừng rậm mọc lên. Hành tinh hoàn toàn đổi khác chỉ sau vài ngày.
Năm 2016, Claudius Gros, giáo sư Đại học Goethe tại Frankfurt, Đức, xuất bản bài nghiên cứu trên tạp chí Astrophysics and Space Science (Vật lý thiên văn và khoa học vũ trụ) nói chi tiết về một Thiết bị Sáng thế trong đời thực sẽ như thế nào. Ông dự đoán phiên bản sơ khai của thiết bị sẽ ra đời vào khoảng 50 đến 100 năm tới. Trước tiên, các nhà khoa học trên Trái Đất phải phân tích kỹ lưỡng hệ sinh thái tại hành tinh không có sự sống đó. Nhiệt độ, cấu tạo hóa học của đất và khí quyển sẽ quyết định dạng ADN nào được sử dụng. Tiếp theo, các máy bay không người lái sẽ được phóng lên hành tinh đó để thả xuống hàng triệu viên con nhộng kích cỡ nano chứa các dãy ADN. Sau khi được giải phóng từ các viên con nhộng, loại ADN đã được tinh chỉnh để phát triển tốt trong điều kiện môi trường của hành tinh này sẽ bám vào đất và bắt đầu nảy mầm. Chúng được thiết kế để sinh sản bằng cách tạo ra hạt và bào tử trên hành tinh cằn cỗi, sử dụng các chất khoáng có sẵn để mọc thành cây.
Tiến sĩ Gros tin rằng sự sống trên hành tinh vừa được gieo mầm này sẽ phát triển theo hướng cũ, là thông qua tiến hóa. Ông cảnh báo các “thảm họa sinh thái quy mô toàn hành tinh” sẽ xảy ra nếu ta cố đẩy nhanh quá trình này, đặc biệt là nếu một dạng sống sinh sôi quá nhanh và lấn át hết các dạng sống khác.
