Marsın diametri təqribən Yerinkinin yarısıdır. O, Yerdən daha az sıxdır, həcmi təqribən Yerin həcminin 15%-i və kütləsi təqribən Yerin kütləsinin 11%-i qədərdir. Onun səthinin ərazisi Yerin quru ərazisinin tam sahəsindən bir az daha azdır. Marsın Merkuridən daha böyük və daha ağır olmasına baxmayaraq, Merkurinin sıxlığı daha çoxdur. Bu hər iki planetin səthə doğru cazibə qüvvəsinin təqribən eyni olması ilə nəticələnir; Marsın cazibə qüvvəsi Merkurinin cazibə qüvvəsindən güclüdür (1%-dən az olmaqla). Mars səthinin qırmızı-narıncı görünüşünün səbəbi dəmir (III) oksid və ya daha çox bilinən adı ilə hematit və ya pasdır. Onun rəngi həmçinin iris rənginə oxşayır və minerallardan asılı olaraq digər ümumi səth rənglərinə qızıl rəngi, qəhvəyi, sarı-darçını və yaşılımtıl daxildir.

Yer kimi bu planet də təbəqələrə ayrılmaya məruz qalıb və bu da sıx, metallik nüvə sferasının daha az sıx materiallarla örtülməsinə səbəb olub. Planetin interyerinin müasir modelləri nüvə sferasının radiusunu təqribən 1,794 ± 65 kilometr olaraq güman edir və onu təqribən 16–17% kükürdlə birlikdə, əsasən, dəmir və nikeldən təşkil edilmiş hesab edir. Bu dəmir sulfid nüvəsi qismən mayedir və onda mövcud olan yüngül elementlərinin konsentrasiyası Yerin nüvəsində olandan iki dəfə çoxdur. Nüvə planetdəki textonik və vulkanik cəhətlərin çoxunu formalaşdıran silikat mantiya təbəqəsi ilə əhatə edilmişdir, ancaq indi hərəkətsizdir. Silisium və oksigendən başqa Marsın qabığında ən çox yayılan elementlər dəmir, maqnezium, alüminium, kalsium və kaliumdur. Planetin qabığının orta qalınlığı təqribən 50 kilometrdir, maksimum qalınlıq 125 kilometrdir. Ortalaması 40 kilometr olan Yerin qabığı iki planetin ölçülərinə bağlı olaraq Marsın qabığının qalınlığının üçdə biri qədərdir. 2016-cı il üçün planlaşdırılan InSight enmə aparatı Marsın interyerinin modellərini məhdudlaşdırmaq üçün seysmoqrafdan istifadə edəcək.

Mars terrestrial planetdir, yəni silisium və oksigendən təşkil olunan minerallar, metallar və adətən süxuru əmələ gətirən başqa elementlərdən təşkil olunmuşdur. Marsın səthi başlıca olaraq toleyitik bazaltdan təşkil olunmuşdur, ancaq bəzi hissələr bazaltdan daha çox silisium oksidlə zəngindir. Bu da Yerdə və ya silisium oksid şüşəsində olan andezitik süxurlara oxşardır. Aşağı albedolu regionlarda plaqioklaz feldispat vardır. Şimali aşağı albedolu regionlar isə təbəqə silikatları və yüksək silisiumlu şüşənin normal miqdarından daha çoxuna sahibdir. Cənubi dağlıq hissələrə yüksək kalsiumlu piroksen daxildir. Həmçinin, müəyyən ərazilərdə xas hematit və olivin də tapılmışdır. Səthin çox hissəsi narın dənəli dəmir(III) oksid tozu ilə örtülmüşdür.

Marsın strukturlaşmış qlobal maqnit sahəsinin olması barədə heç bir sübut olmasa da, müşahidələr göstərir ki, planet qabığının hissələri maqnetik olub və keçmişdə onun ikiqütblü sahəsinin dalğalı qütblük fasilələri baş verib. Maqnetik cəhətdən həssas mineralların bu paleomaqnetizmi Yerin okean dibindəkilərə oxşardır. 1999-cu ildə çap edilən və 2005-ci ilin oktyabrında yenidən nəzər salınan bir nəzəriyyə budur ki, bu dalğalar Marsda 4 milyard il əvvəl planetar dinamonun funksiyasını dayandırması və planetin maqnit sahəsinin zəifləməsindən əvvəl plitələrin tektonikasını əks etdirir.

Günəş sisteminin formalaşması zamanı Mars Günəş ətrafında fırlanan protoplanetar diskdən kənarda sürətli böyümənin stokastik prosesi nəticəsində yaranmışdır. Marsın Günəş sistemindəki yerinə uyğun çoxlu xarakteristik kimyəvi xüsusiyyətləri var. Nisbətən aşağı olan elementləri (xlor, fosfor və kükürd) Yerdən daha çox Marsda ümumidir; bu elementlər cavan ulduzun energetik günəş küləyi tərəfindən Günəşə yaxın ərazilərdən gətirilib.

Planetlərin formalaşmasından sonra onların hamısı Son Ağır Bombardmana məruz qaldı. Marsın səthinin təqribən 60%-i bu eranın toqquşmalarını göstərir, ancaq bu hadisələrin səbəb olduğu çarpışmadan sonra yaranan geniş hövzələr bəlkə də səthin qalan hissəsinin təməlini təşkil edir. Marsın şimal yarımkürəsində 10600×8500 kilometrlik ərazini əhatə edən böyük təsir hövzəsinin izi var. O, Ayın Cənub qütbü-Aitken hövzəsindən təqribən 4 dəfə böyükdür və indiyə qədər kəşf edilmiş ən böyük təsir hövzəsidir. Bu nəzəriyyə təklif edir ki, Mars təqribən 4 milyard il əvvəl Pluton ilə eyni ölçülü cisimlə toqquşub. Marsın yarımkürə dixotomiyasına səbəb olduğu fikirləşilən hadisə planetin 40%-i əhatə edən hamar Borealis hövzəsini yaradıb.

Marsın geoloji tarixi bir çox dövrlərə bölünə bilər ancaq aşağıdakı üç dövr ən əsaslarıdır:

• Nuh dövrü (adını Nuh ərazisindən alıb): 4.5 milyard il bundan əvvəldən 3.5 milyard il bundan əvvələ qədər Marsın ən qədim səthinin formalaşması. Çox sayda böyük çarpışmadan sonra yaranan kraterləri Nuh dövrünün səthində izini buraxıb. Tharsis qabarıqlığının — vulkanik dağlıq hissənin dövrün sonlarındakı maye suyun geniş bir şəkildə daşması ilə bu dövr zamanı əmələ gəldiyi fikirləşilir.
• Hesperian dövr (adını Hesperia yaylasından alıb): 3.5 milyard il bundan əvvəldən 2.9–3.3 milyard il əvvələ qədər. Hesperian dövr geniş lava düzənliklərinin formalaşması ilə qeyd olunur.
• Amazonian dövr (adını Amazonis düzənliyindən alıb): 2.9–3.3 milyard il əvvəldən indiyə qədər. Amazonian regionlarının az meteoritlə çarpışmadan yaranan kraterləri var, ancaq digərləri çox fərqlidir. Olimp dağı Marsın başqa yerindəki lava axınları ilə yanaşı olaraq bu dövrdə yaranıb.

Marsda hələ də bəzi geoloji aktivliklər baş verir. Athabaska dərəsi təqribən 200 milyon ilə qədər lava axınlarının olduğu yerdir. Serberus çuxurları adlanan qrabenlərdəki su axınları 20 milyon ildən az bir müddətdə baş verir və bu da hal-hazırkı intruziyaları (maqmanın yer qabığı arasına dolması) göstərir. 19 fevral 2008-ci ildə Mars Reconnaissance Orbiterdən gələn şəkillər 700 metrlik hündür sıldırımdan gələn qar uçqununun dəlilini göstərdi.

Phoenix enmə aparatı Marsın torpağının bir az qələvili olduğunu və tərkibində maqnezium, natrium, kalium və xlor kimi elementlərin olduğunu göstərən məlumat verdi. Bu maddələr Yer planetində bağlarda tapılır və onlar bitkilərin böyüməsi üçün vacibdir. Enmə aparatı tərəfindən edilən təcrübələr göstərdi ki, Mars torpağının pH-ı 7.7-dir və 0,6% duz perxlorat saxlayır.

Marsda bir çox izlər tapılır və yeni izlər tez-tez kraterlərin, çökəkliklərin və dərələrin dik yamaclarında ortaya çıxır. İzlər əvvəl qara olur və vaxt keçdikcə ağarır. Bəzən izlər balaca ərazilərdə yaranır və yüzlərlə metr əraziyə qədər yayılır. Onlar həm də aşınmış qaya parçalarının kənarlarını və yollarındakı digər maneələri keçərkən görülür. Ümumən qəbul edilən nəzəriyyələrə izlərin toz və ya toz burulğanı uçqunlarından sonra yaranması və torpağın qaranlıq alt təbəqələri olması daxildir. Bir çox izahlar irəli sürür ki, onlardan bəziləri su ilə və hətta orqanizmlərin böyüməsi ilə əlaqədardır.

Qısa periodlar ərzində aşağı yüksəkliklər istisna olmaqla, maye su aşağı atmosfer təzyiqinə görə (Yerdəkindən 100 dəfə zəif) Marsın səthində mövcud ola bilməz. İki qütbün buz örtüyü əsasən sudan təşkil olunmuşdur. Cənub qütbünün buz örtüyündəki suyun həcmi ərisə, planet örtüyünün tamamını 11 metr dərinliyində örtmək üçün kifayətdir. Permafrost (qütbdə uzun müddət donmuş torpaq) örtüyü qütbdən təqribən 60° en dairələrinə qədər uzanır.

Buz suyun böyük miqdarının Marsın qalın Kriosferində qaldığı fikirləşilir. Mars Express və Mars Reconnaissance Orbiterindən gələn radar məlumatı hər iki qütbdə (İyul 2005-ci il) və orta en dairələrində (Noyabr 2008-ci il) buz suyun böyük miqdarının olmasını göstərir. Phoenix enmə aparatı 31 iyul 2008-ci ildə səthi Mars torpağında olan buz suyu nümunə kimi götürdü.

Marsda görünən səth xüsusiyyətləri maye suyun ən azından bəzən planetin səthində mövcud olduğunu göstərir. Təmizlənmiş ərazinin nəhəng xətti zolaqları (axın kanalları olaraq bilinir) səthi təqribən 25 yerdə kəsir. Bəzi quruluşların buzlaqlara və ya lavaya görə yarandığı fikirləşilsə də, bunların yeraltı sukeçirici süxurlardan suyun çıxması zamanı baş verən eroziyaya görə əmələ gəldikləri fikirləşilir. Ən böyük nümunələrdən biri — Ma'adim Vallis 700 kilometr uzunluğundadır və 20 kilometr eni və 2 kilometr dərinliyi ilə Böyük Kanyondan daha böyükdür. Onun Mars tarixinin erkən vaxtında axan su ilə əraziyə qazındığı fikirləşilir. Bu kanalların ən gənclərinin yalnız bir neçə milyon il bundan əvvəl formalaşdığı fikirləşilir. Başqa yerlərdə, xüsusilə Mars səthinin ən qədim ərazilərində dərələrin incə, dentritik şəbəkələri landşaftın mühüm hissələrinə yayılıb. Bu dərələrin xüsusiyyətləri və yayılması göstərir ki, onlar erkən Mars tarixində yağış və ya qar yağmasının səbəb olduğu axıntı ilə yaranıblar. Yeraltı su axını və qrunt sularının təpə mailinə gələrək torpağı maildən yuyub aparması bəzi şəbəkələrdə vacib köməkçi rol oynaya bilər, ancaq çökmə demək olar ki, bütün hallarda kəsilmənin əsas səbəbidir.

Krater və kanyon sədləri boyunca terrestrial yarğanlara oxşar minlərlə xüsusiyyətlər var. Yarğanlar, əsasən, cənub yarımkürəsinin yüksək ərazilərində və ekvatora tərəf olur, hamısı 30° qütbə tərəf yönəlir. Bir çox müəlliflər təklif edib ki, onların formalaşma prosesi maye su (böyük ehtimalla əriyən buzdan) ilə əlaqədardır, ancaq başqaları karbon dioksid qırovu və ya quru tozun hərəkəti ilə əlaqədar formalaşma mexanizmlərini dəstəkləyir. Qismən xarab olmuş yarğanlar aşınma ilə yaranmayıb və yeni xassələr əlavə edilmiş, çarpışmadan sonra yaranan kraterlər müşahidə edilməyib. Bu iki fakt göstərir ki, bunlar cavan xüsusiyyətlərdir və böyük ehtimalla hal-hazırda da aktivdir.

Deltalar və allüvial konuslar kimi başqa geoloji xüsusiyyətlər erkən Mars tarixindəki bəzi interval və ya intervallarda isti, nəm şərtlərin olduğunu göstərir. Belə vəziyyətlər səthin böyük hissəsi boyunca krater göllərinin olmasını tələb edir. Bəzi müəlliflər uzağa gedərək iddia edirlər ki, Mars keçmişinin bəzi vaxtlarında planetin aşağı şimali düzənliklərinin çoxu yüz minlərlə dərinliyə malik okeanla örtülmüşdür, ancaq bu iddia mübahisəli olaraq qalır.

Marsın səthində suyun mövcud olması ilə bağlı başqa bir dəlil isə bəzən su mövcud olanda formalaşan hematit və qotit kimi spesifik mineralların müəyyən edilməsidir. Qədim su hövzələri və axınlarını təyin etdiyinə inanılan bəzi dəlillər Mars Reconnaissance Orbiterin aparıldığı dəqiq tədqiqatlar tərəfindən inkar edilib. 2004-cü ildə Opportunity yarosit mineralını müəyyən edib. Bu yalnız asidik suyun mövcudluğu zamanı formalaşır və bu da suyun nə vaxtsa Marsda mövcud olduğunu göstərir. Maye su üçün yeni sübutlar 2011-ci ilin dekabrında NASA-ın Mars roveri tərəfindən səthdə mineral gipsin tapılmasından gəlir. Əlavə olaraq, təqiqat rəhbəri Fransis Makkabin (Albukerkedəki Nyu-Meksiko Universitetinin alimi) Marsın kristal minerallarının hidroksillərinə baxaraq deyir ki, Marsın yuxarı mantiyasındakı suyun miqdarı Yerdəkinə bərabərdir və ya çoxdur (bir milyon su üçün 50–300 hissə) və bu bütün planeti 200–1000 metr dərinliyinə qədər örtmək üçün kifayətdir.

18 mart 2013-cü ildə NASA Curiosity roverindəki alətlərdən "Tintina" süxurunun və "Sutton Inlier" süxurunun parçalanmış hissələrinin daxil olduğu bir sıra süxur nümunələrində və "Knorr" süxuru and "Wernicke" süxuru kimi başqa süxurlardakı damarlarda və parçalarda hidratlaşmanın, çox güman ki, hidratlaşmış kalsium sulfatın sübutu haqqında məlumat verdi. Roverin NDA aləti (Neytronların Dinamik Albedosu) istifadəsi ilə edilən analiz Glenelg ərazisində Bradbury Landing adlı yerdən Yellowknife Bay adlı yerə keçərkən yeraltı suyun sübutunu təmin etdi. Onun tərkibi 4% su idi və 60 santimetrlik dərinliyə kimi idi.

28 sentyabr 2015-ci ildə NASA açıqlamasında Marsda maye halında su tapdığını bildirdi.

Marsın iki daimi qütb buz örtüyü var. Qütb qışı ərzində o, səthi soyudaraq və atmosferin 25–30%-in CO₂ buzu parçaları şəklində (quru buz) çökməsinə səbəb olaraq daimi qaranlıqda uzanır. Qütblər təzədən günəş şüasına məruz qalanda donmuş CO₂sublimasiya edir (maye halına keçmədən birbaşa buxarlanır). Bu saatda 40 kilometr sürətlə qütbləri süpürən nəhəng küləklərə səbəb olur. Bu mövsumi hadisələr böyük miqdarda toz və su buxarını hərəkət etdirir və Yerə bənzər şaxta və böyük lələkli buludların yaranmasına səbəb olur. 2004-cü ildə su-buz buludlarının şəkilləri Opportunity roveri tərəfindən çəkilib.

Hər iki qütbdə qütb örtükləri başlıca olaraq buz sudan təşkil olunub. Donmuş karbon dioksid şimal yarımkürəsi qışında şimal örtüyündə təqribən 1 metr qalınlığında olan nisbətən incə təbəqə şəklində yığılır, halbuki cənub örtüyünün təqribən 8 metr qalınlığında olan daimi quru buz örtüyü var. Cənub qütbünü örtən bu daimi buzların üzərində hamar səthli, dayaz, təxminən dairəvi çuxurlar səpələnib. Bu çuxurlar hər il metrlərlə artan görüntüləri təkrarlayır; bu fakt göstərir ki, cənub qütbünün buz su qatını örtən daimi CO₂ örtüyü vaxt keçdikcə kiçilir. Şimal qütb örtüyünün diametri şimali Mars yayı ərzində təqribən 1000 kilometr olur və təqribən 1.6 milyon km³ buz saxlayır. Bu buz örtük boyu bərabər şəkildə yayılsa, 2 kilometr qalınlığında olar. (Buzun həcmi Qrenlandiyanın buz həcmi 2.85 milyon km³ olan buz təbəqəsi ilə müqayisə edilə bilər.) Cənub qütb örtüyünün diametri 350 kilometrdir və 3 kilometr qalınlığındadır. Cənub qütb örtüyündəki buzun və yaxın laylı yataqların tam həcmi 1.6 milyon km³ kimi dəyərləndirilir. Hər iki qütb örtüyündə spiral troqlar var. SHARAD radarının analizi göstərdi ki, troqlar Koriolis effektinə görə spiral olan katabatik küləklərin işinin nəticəsidir.

Cənubi buz örtüyünə yaxın bəzi ərazilərin mövsumi olaraq donması torpaq üzərində şəffaf, 1 metr qalınlığında olan quru buz lövhələrinin formalaşmasına səbəb olur. Yazın gəlməsi ilə günəş işığı yeraltını isidir, sublimasiyaya uğrayan CO₂-in təzyiqi lövhə altında güclənir, onu qaldırır və axırda sındırır. Bu bazaltik qum və ya tozla qarışmış CO₂ qazının qeyzərə bənzər partlayışlarına səbəb olur. Proses sürətlə baş verir və bir neçə gün, həftə və ya ay aralığında müşahidə edilir. Lövhənin altından qeyzerin olduğu yerə qaçan qaz buz altında radial kanallar (hörümçəyin etdiyinə bənzər) oyur. Proses su axıb getməsi üçün istifadə edilən dəlik içərisindən suyun getməsi ilə formalaşan eroziya şəbəkəsinin tərs ekvivalentidir.

İohan Henrix Medler və Vilhelm Ber Ayın xəritəçəkməsi ilə xatırlansalar da, onlar ilk "areoqraflar" idilər. Onlar Marsın səth xüsusiyyətlərinin dəyişməz olduğunu müəyyən etməklə və planetin fırlanma periodunu dəqiqliklə müəyyən etməklə işlərinə başladılar. 1840-cı ildə Medler 10 ilin müşahidələrini birləşdirdi və Marsın ilk xəritəsini çəkdi. Ber və Medler ad verməkdənsə, qeydləri hərflərlə göstərdilər; Meridian Bay xüsusiyyət "a" idi.

İndiki zamanda Marsdakı xüsusiyyətlər müxtəlif mənbələrə görə adlandırılıb. Albedo xüsusiyyətləri klassik mifologiyaya görə adlandırılıb. 60 kilometrdən böyük kraterlər mərhum alimlər, müəlliflər və Marsın tədqiqatı ilə əlaqəsi olan başqa şəxslərə görə adlandırılıb. 60 kilometrdən kiçik kraterlər isə dünyanın 100 mindən az əhalisi olan şəhər və kəndlərinə görə adlandırılıb. Böyük dərələr müxtəlif dillərdəki "Mars" və "ulduz" sözləri ilə adlandırılıb; kiçik dərələr isə çaylara görə adlandırılıb.

Böyük albedo xüsusiyyətləri köhnə adların bir çoxunu saxlayır, ancaq xüsusiyyətlərin təbiəti haqqında yeni məlumatları əks etdirmək üçün tez-tez təzələnir. Məsələn, Nix Olympica (Olimpin qarları) Olympus Mons (Olimp Dağı) olub. Marsın səthi Yerdən göründüyü kimi fərqli albedolarla iki növ əraziyə bölünür. Toz və qırmızı dəmir oksidləri ilə zəngin qumla örtülmüş ağ düzənliklər Mars "qitələri" olaraq hesab edilmişdi və Arabia Terra (Ərəbistan torpağı) və ya Amazonis Planitia (Amazon düzənliyi) kimi adlar almışdı. Tünd cizgilər dəniz hesab edilmişdi və adları Mare Erythraeum, Mare Sirenum və Aurorae Sinus idi. Yerdən görülən ən tünd cizgi Syrtis Major Planum idi. Daimi şimali qütb buz örtüyü Planum Boreum, cənub buz örtüyü isə Planum Australe adlandırılır.

Marsın ekvatoru fırlanmasına görə müəyyən edilmişdi. Anvaq 0^o-li meridian Yerdəki kimi süni olaraq seçilmişdi; Medler və Ber 1830-cu ildə Marsın ilk xəritəsi üçün xətt seçdilər. Mariner 9 kosmik gəmisi 1972-ci ildə Marsın geniş təsvirini verdikdən sonra Sinus Meridianidə yerləşən balaca krater (sonra Airy-0 adlandırıldı) orijinal seçimlə üst düşməsi üçün 0^o olaraq seçildi.

Marsın okeanları olmadığından (dəniz səviyyəsi də yoxdur) yer səthi istinad səviyyəsi kimi seçilməlidir; bu həm də terrestrial geoidə oxşar olaraq areoid adlandırılır. Sıfır hündürlüyü atmosfer təzyiqinin 610.5 Pa (6.105 mbar) olduğu hündürlüklə müəyyən edilir. Bu təzyiq suyun üçlük nöqtəsinə uyğun gəlir və təqribən Yerdəki dəniz səviyyəsi səthinin təzyiqinin 0,6%-dir (0.006 atm). Hal-hazırda praktikada bu səth peyk qravitasiya ölçmələrindən müəyyən edilir.

Mars planetinin aşağıdakı xəritəsi Birləşmiş Ştatlar Geoloji Araşdırmalar Qurumu tərəfindən müəyyən edilmiş 30 dördbucağa bölünür. Şimal yuxarıdadır. 0° Şm 180° Q ekvatordan uzaq soldadır. Xəritə şəkilləri Mars Global Surveyor tərəfindən çəkilib.

Marsın topoqrafiyasının dixotomiyası qəribədir; şimali düzənlikləri lava axınlarına görə düzləşib, cənubi yüksək ərazilər isə qədim təsirlərə görə çökük olub. 2008-ci il araşdırması 1890-cı ildə irəli sürülən nəzəriyyə ilə əlaqədar sübutu təqdim etdi; nəzəriyyəyə görə, Marsın şimal yarımkürəsi Yerin Ayının ölçüsünün onda birindən üçdə ikisinə qədər olan obyektlə toqquşub. Bu həqiqətdirsə, Marsın şimal yarımkürəsi 10600 kilometr uzunluğu və 8500 eni olan təsir kraterinin yeri olacaq. Bu da təxmini olaraq Avropa, Asiya və Avstraliyanın birlikdə sahib olduğu ərazidir və bu krater Günəş sistemində ən böyük toqquşmadan sonra yaranmış krater olan Cənub qütbü-Aitken hövzəsini üstələyir.

Marsın üzərində bir çox zərbə kraterləri var: diametri 5 kilometr və ya çox olan 43 min krater tapılıb. Bunlardan təsdiq olunmuş ən böyüyü Hellas təsir krateridir, hansı ki, Yerdən rahat görünən parlaq albedo xüsusiyyətidir. Marsın kiçik ölçüsünə görə onun obyektlə toqquşmasının ehtimalı Yerinkinin yarısıdır. Mars asteroid qurşağına yaxın yerləşir, beləliklə bu mənbədən olan materiallarla toqquşma ehtimalı artır. Marsın həmçinin qısa müddətli kometlərlə toqquşma ehtimalı böyükdür, məsələn, buna Yupiterin orbitindəkilər aiddir. Bundan başqa Marsın Ayla müqayisədə daha az krateri var, ona görə ki, Marsın atmosferi kiçik meteoritlərə qarşı müdafiə təşkil edir. Bəzi kraterlərin morfologiyası göstərir ki, meteoritlər dəyəndən sonra torpaq nəm olub.

Qalxan vulkanı Olimp geniş dağlıq bölgəsi Farsisdəki sönmüş vulkandır. Bu bölgədə digər böyük vulkanlar da var. Olimp dağının hündürlüyü Everest dağının hündürlüyündən təqribən üç dəfə böyükdür, bu da deməkdir ki, müqayisədə 8.8 kilometrdən hündürdür. Ölçülməsindən asılı olaraq, o, Günəş sistemində ən uzun və ya ikinci ən uzun dağdır. Müxtəlif mənbələr onun hündürlüyünü 21 kilometrdən 27 kilometrə qədər gedən oblastda verir.

Böyük kanyon Valles Marineris 4000 kilometr uzunluğunda və 7 kilometrə qədər dərinlikdədir. Valles Marinerisin uzunluğu Avropanın uzunluğuna bərabərdir və Mars çevrəsinin beşdə biri boyunca uzanır. Müqayisə üçün Yerin 446 kilometr uzunluğunda və təqribən 2 kilometr dərinliyi olan Böyük Kanyon göstərilə bilər. Valles Marineris Farsis ərazisindəki şişkinliyə görə formalaşıb, hansı ki, Valles Marineris ərazisində yer qabığının dağılmasına səbəb olub. 2012-ci ildə təklif edildi ki, Valles Marineris yalnızca qraben deyil, həm də 150 kilometr eninə hərəkətin baş verdiyi plitə sərhədidir və bu Marsı böyük ehtimalla iki plitəli textonik quruluş edir.

NASA-ın Mars Odyssey orbiterindəki şəkilləri Arsia vulkanının döşündə 7 mağara girişi aşkar edib. Mağaralar kollektiv şəkildə "yeddi bacı" adlandırılıb. Mağara girişləri 100 metrdən 252 metrə qədərdir və ən azı 73 metrdən 96 metrə qədər dərinliyi olduğu fikirləşilir. İşıq mağaraların çoxunun dibinə çatmadığına görə, ola bilsin ki, onlar bu qiymətlərdən daha böyük dərinliyə malikdir və səthdən aşağıya genişlənib. "Dena" istisnadır, onun dibi görünür və 130 metr dərinlik ölçülüb. Bu böyük mağaraların interyerləri planetin səthini bombardman edən mikrometeoritlərdən, ultrabənövşəyi şüalanmadan, günəşdəki partlayışlardan və yüksək enerjili hissəciklərdən qorunmuş ola bilər.

Mars 4 milyard il əvvəl böyük ehtimalla çoxsaylı asteorid zərbələrinə görə maqnitosferini itirib, beləliklə günəş küləyi Mars ionosferi ilə birbaşa əlaqədə olur və bu xarici təbəqədən atomları qopararaq atmosfer sıxlığını azaldır. Həm Mars Global Surveyor, həm də Mars Express Marsdan kosmosa gedərək yox olan ionlaşmış atmosferik hissəcikləri qeydə alıb və bu atmosferik itki gələcək MAVEN orbiter tərəfindən tədqiq ediləcək. Yerlə müqayisədə Marsın atmosferi aşağı təzyiqlidir. Səthdə atmosfer təzyiqi aşağı qiyməti Olimp dağında 30 Pa-dan (0.030 kPa) yuxarı qiyməti Hellas zərbə kraterində 1,155 Pa-dan artıq (1.155 kPa) olur. Marsdakı yüksək atmosfer sıxlığı Yer səthində 35 kilometrə qədər məsafədə aşkar edilənə bərabərdir. Ortaya çıxan orta səth təzyiqi Yerdəkinin (101.3 kPa) 0,6%-dir. Atmosferin şkala hündürlüyü təqribən 10.8 kilometrdir və Yerin şkala hündürlüyündən yüksəkdir. (6 kilometr) Bu fərqin səbəbi odur ki, Marsın səth qravitasiyası Yerinkinin təqribən 38%-dir. Bu effekt aşağı temperatur və Marsın atmosferinin 50% yüksək orta molekulyar kütləsi ilə balanlaşdırılır.

Marsın atmosferi cüzi oksigen və su ilə birlikdə təqribən 96% karbon dioksid, 1,93% arqon and 1,89% azotdan təşkil olunmuşdur. Tozludur, diametrdə təqribən 1.5 mikrometr olan hissəciklər saxlayır. Bu səthdən görüləndə Mars səmasına sarı-darçını rəng verir.

Metan Mars atmosferində bir milyardda 30 hissə şəklindəki mol fraksiyası ilə müəyyən edilmişdir. O, geniş buludlarda mövcud olur. Təsvirlər göstərir ki, metan uzaq ərazilərdən yayılır. Şimal yayının ortasında bulud 19000 ton metan saxlayır. Buludun mənbə gücü saniyədə 0.6 kiloqram olaraq qiymətləndirilir. Təsvirlər təklif edir ki, burada iki yerli mənbə regionu var: birincisi 30°Şm 260°Q yaxınlığında, ikincisi 0°Şm 310°Q yaxınlığında mərkəzləşib. Marsın ildə 270 ton metan istehsal etdiyi fikirləşilir.

Fikirləşilən metan destruksiyası müddəti təqribən 4 Yer ili qədər uzun və təqribən 0.6 Yer ili qədər qısa ola bilər. Bu sürətli dövriyyə planetdə qazın aktiv mənbəyi olduğunu göstərir. Vulkanik aktivlik, kometlərin təsiri və metanogen mikroorqanizm həyat formalarının mövcudluğu mümkün mənbələr arasındadır. Metan su, karbon dioksid və Marsda yayılmış olivinlə əlaqədar qeyri-bioloji serpentinizasiya prosesi ilə də istehsal edilə bilər.

2012-ci ilin avqustunda Marsa enən Curiosity roveri metanın müxtəlif izotopoloqlarını ayırd edən ölçmələr aparmağa nail oldu, ancaq hətta missiya mikroskopik Mars həyatının metanın mənbəyi olduğunu müəyyən etsə də, həyat formaları çox güman ki, roverin çatdığı yerdən kənarda — səthdən çox aşağıda mövcuddur. edilən ilk ölçmələr təyin etdi ki, ölçmə nöqtəsində, enmə yerində metan milyardda beş hissədən azdır. 19 sentyabr 2013-cü ildə NASA alimləri Curiosity roverindən edilən sonrakı ölçmələrdən atmosferik metanın müəyyən edilmədiyini xəbər verdi. Ölçülmüş qiymət həcmcə milyardda 0.18±0.67 hissə idi və bu həcmcə milyardda 1.3 hissə yuxarı həddə uyğun gəlir (95% etibar həddi) və nəticə olaraq yekun verir ki, Marsdakı hal-hazırkı metanogenik mikroorqanizm fəaliyyəti azalıb. 2016-cı ildə fəaliyyətə keçməsi planlanan Mars Trace Gas Mission orbiteri metanı, həmçinin formaldehid və metanol kimi parçalanma məhsullarını tədqiq edəcək.

16 dekabr 2014-cü ildə NASA məlumat verdi ki, Curiosity roveri Mars atmosferində metanın miqdarında "on qat artış" qeydə alıb. (çox güman ki müəyyən bir ərazidə) "20 ay ərzində 12 dəfə" edilən nümunə ölçmələr 2013-cü ilin axırlarında və 2014-cü ilin əvvəllərində artım göstərib. Ortalama atmosferdə milyardda 7 hissə metan idi. Bundan əvvəl və sonra ölçmələrin orta qiyməti bu səviyyənin onda biri ətrafında olurdu.

Ammonyak da Mars Express peyki tərəfindən Marsda aşkar edilib, ancaq nisbətən qısa mövcudluğuna görə onun necə əmələ gəlməsi aydın deyil. Ammonyak Mars atmosferində stabil deyil və bir neçə saat sonra parçalanır. Ammonyak üçün mənbə vulkanik fəaliyyət ola bilər.

Yer və Marsın fırlanma oxlarının oxşar mailliklərinə görə Günəş sistemi planetləri arasında Marsın mövsümləri ən çox Yerinkinə bənzəyəndir. Mars mövsümləri Yer mövsümlərindən iki dəfə uzundur. Bunun səbəbi odur ki, Marsın Günəşdən böyük məsafədə yerləşməsi Mars ilinin təqribən iki Yer ilinə bərabər olmasına gətirib çıxarır. Marsın səth temperaturu aşağısı qışda qütb örtüklərində təqribən −143 °C-dən yuxarısı Marsın ekvatorial yayında 35 °C-ə qədər dəyişir. Temperaturda geniş fərqlilik günəş istisi saxlaya bilməyən nazik atmosfer, aşağı atmosfer təzyiqi və Mars torpağının aşağı termik inersiyasına görədir. Planetin Günəşdən olan məsafəsi Yerinkindən 1.52 dəfə çoxdur və bu da günəş işığı miqdarının yalnız 43% ilə nəticələnir.

Əgər Marsın orbiti Yerinkinə oxşasaydı, onun mövsümləri də Yerinkinə bənzər olardı, çünki onun oxunun mailliyi Yerinkinə oxşardır. Mars orbitinin nisbətən böyük eksentrisitetinin əhəmiyyətli təsiri var. Cənub yarımkürəsində yay və şimal yarımkürəsində qış olanda Mars perigelisə yaxın, cənub yarımkürəsində qış və şimal yarımkürəsində yay olanda isə afelisə yaxın olur. Nəticə olaraq, cənub yarımkürəsində mövsümlər daha sərt, şimal yarımkürəsində isə daha mülayimdir. Cənubda yay temperaturları şimaldakı ekvivalent yay temperaturlarından 30 K (30 °C; 54 °F) daha çox istidir.

Mars Günəş sistemində ən böyük toz fırtınalarına sahibdir. Bu kiçik ərazilərdəki fırtınalardan bütün planeti əhatə edən qiqant fırtınalara qədər dəyişə bilər. Fırtınalar Mars Günəşə ən yaxın olanda baş verə bilir və qlobal temperaturu artırdığı nümayiş etdirilib.

Marsın Günəşdən orta məsafəsi təqribən 230 milyon kilometrdir və onun orbital periodu 687 Yer günüdür. Marsda günəş günü Yerinkindən bir az uzundur: 24 saat, 39 dəqiqə və 35.244 saniyə. Mars ili 1.8809 Yer ilinə bərabərdir və ya 1 il, 320 gün və 18.2 saat.

Oxunun mailliyi onun orbital müstəvinə görə 25.19 dərəcədir və bu Yerin oxunun mailliyinə oxşardır. Nəticə kimi onun mövsümləri Yerin mövsümlərinə oxşayır, ancaq orbital periodu daha uzun olduğu üçün Marsın fəsilləri təqribən iki dəfə uzundur. Hal-hazırda Marsın şimal qütbünün orientasiyası ulduz Denebə yaxındır. Mars afelisi 2010-cu ilin martında və perigelisi 2011-ci ilin martında keçib. Növbəti afelis 2012-ci ilin fevralında və növbəti perigelis 2013-cü ilin yanvarındadır.

Marsın orbital eksentrisiteti təqribən 0.09-dur; Günəş sistemindəki digər yeddi planetdən yalnız Merkurinin daha böyük orbital eksentrisiteti var. Məlumdur ki, keçmişdə Marsın indikindən daha böyük dövri orbiti var idi. Bir vaxt, 1.35 milyon Yer ili əvvəl Marsın eksentrisiteti Yerin hal-hazırda mövcud olduğundan daha kiçik idi, təqribən 0.002. Marsın eksentrisitet dövrü 96000 Yer ilidir. (Yerin dövrəsi 100000 ildir) Marsın həmçinin 2.2 Yer ili periodu ilə daha uzun eksentrisitet dövrü var və bu eksentrisitet qrafiklərində 96000 il dövrünü qabaqlayır. Axırıncı 35000 il üçün Marsın orbiti başqa planetlərin qravitasiya təsirlərinə görə bir az daha eksentrik olur. Yer və Mars arasında ən yaxın məsafə növbəti 25000 il üçün yavaşca azalmağa davam edəcək.

Planetlərin hal-hazırkı yaşayış üçün yararlılığı — planetdə həyatın inkişaf etməsi və planetin həyatın davamlılığını təmin etməsi onların səthində maye suyun olması ilə əlaqələndirilir. Bu da çox vaxt tələb edir ki, planetin orbiti məskunlaşma zonası hüdudunda olsun. Günəş üçün məskunlaşma zonası Veneranın o tayından təqribən Marsın böyük yarımoxuna qədər uzanır. Perigelis ərzində Mars bu regiona meyl edir, ancaq planetin aşağı təzyiqli atmosferi maye suyun uzun dövrlər üçün böyük regionlarda mövcud olmasının qarşısını alır. Keçmişdə maye suyun axını planetin həyat üçün potensialını göstərir. Bəzi son araşdırmalar təklif edir ki, Mars səthindəki su davamlı terrestrial həyatı təmin etmək üçün həddindən artıq duzlu və asidikdir.

Maqnitosferin çatışmazlığı və Marsın atmosferinin həddindən artıq aşağı təzyiqli olması problemdir: planetin səthi boyunca kiçik miqdarda istilik daşınması, günəş küləyi bombardmanına qarşı zəif izolyasiyası və suyu maye formasında saxlamaq üçün qənaətbəxş olmayan təzyiqi var. (qaz halına sublimasiya edir) Həmçinin Mars təqribən və ya bəlkə də tamamilə geolojik olaraq ölüdür. Vulkanik fəaliyyətin sonu kimyəvi maddələrin və mineralların planetin səthində və daxilində dövr etməsini dayandırıb.

Sübutlar göstərir ki planetdə bir vaxt həyat mövcud olub, ancaq burada hansı orqanizmlərin yaşaması sirr olaraq qalır. 70-ci illərin ortalarının Viking stansiyaları endikləri yerlərdə Mars torpağındakı mikroorqanizmləri müəyyən etmək üçün təcrübələr həyata keçiriblər və təcrübələrin müsbət nəticələri var. Müsbət nəticələrə suya və həyat üçün önəmli maddələrə görə karbon qazının müvəqqəti olaraq artması daxildir. Bu həyat işarəsi daha sonra alimlərin müzakirəsinə səbəb oldu və bu davam edən debata çevrildi. NASA alimi Qilbert Levin müdafiə etdi ki, Viking həyat tapmış ola bilər. Həyatın ekstremofil formaları haqqında müasir məlumatların işığında Viking məlumatının yenidən analiz edilməsi göstərdi ki, Viking testləri həyatın bu formalarını müəyyən etmək üçün mürəkkəb deyil. Hətta testlər (hipotetik) həyat formalarını öldürmüş ola bilər.Phoenix Mars enmə aparatı ilə aparılan testlər göstərdi ki, torpağın qələvi pH-ı var və o, tərkibində maqnezium, natrium, kalium və xlor saxlayır. Torpaq qidalandırıcıları həyatın əmələ gəlməsinə kömək edə bilər, ancaq həyatın gərgin ultrabənövşəyi işıqdan qorunmağa ehtiyacı var. Mars meteoriti EETA79001-in analizi milyonda 0.6 hissə ClO₄⁻, milyonda 1.4 hissə ClO₃⁻, milyonda 16 hissə NO₃⁻ aşkar etdi. ClO₃⁻ göstərir ki, xlorun ultrabənövşəyi oksidləşməsi və ClO₄⁻ birləşməsinin rentgen şüaları radiolizisindən istehsal olunan ClO₂⁻ və ya ClO kimi yüksək dərəcədə oksidləşmiş oksixlorinlər mövcud ola bilər. Beləliklə, yüksək səviyyədə odadavamlı və ya yaxşı qorunmuş orqaniklər və həyat formaları burada yaşaya bilər. Bundan başqa Phoenix WCL-in son analizi göstərdi ki, Phoenix torpağındakı Ca(ClO₄)₂ bəlkə də 600 milyon il ərzində hər hansı formadakı maye su ilə əlaqədə olmayıb. Əgər bu baş versə idi, tez çöküntü verən Ca(ClO₄)₂ maye su ilə reaksiyada CaSO₄ əmələ gətirməli idi. Bu Mars mühitinin quru olduğunu, burda su ilə qarşılıqlı təsirin minimal və ya az olduğunu göstərir.

Conson Kosmik Mərkəz Laboratoriyasında meteorit ALH 84001-də Marsda əmələ gəldiyi fikirləşilən bəzi valehedici formalar tapılıb. Bəzi alimlər təklif edir ki, bu həndəsi formalar meteoritin zərbə ilə kosmosa dağılmasından və 15 milyon illik səyahətlə Yerə göndərilməsindən əvvəl Marsda mövcud olmuş daşlaşmış mikroblardır. Formalar üçün qeyri-üzvi mənşə də təklif edilib.

Formaldehid və metanın kiçik miqdarı Mars orbiterləri tərəfindən müəyyən edilib. Hər ikisi Marsda həyat olmasının sübutu hesab edilir. Çünki bu kimyəvi birləşmələr Mars atmosferində sürətlə dağılmalı idilər. Alternativ olaraq bu birləşmələr vulkanik və ya başqa geoloji yollarla (serpentinizasiya kimi) yenidən yaradılmalı idi.

Alman Aviasiya Mərkəzi kəşf edib ki, Yer şibyələri süni Mars şəraitində yaşaya bilir. Bu fakt Tilman Spohna görə Marsda həyatın varlığını mümkün edir. Simulyasiya Mars stansiyalarından əldə edilən temperatur, atmosfer təzyiqi, minerallar və işıq haqqında məlumata əsaslanır. REMS adlandırılan cihaz Marsın ümumi dövranı, mikroölçülü hava sistemləri, lokal hidrolojik dövran, ultrabənövşəyi radiasiyanın dağıdıcı potensialı və torpaq-atmosfer qarşılıqlı əlaqəsinə əsaslanan yeraltı həyat şəraiti haqqında yeni məlumatlar vermək üçün tərtib edilib. 2012-ci ilin avqustunda Curiosity-in bir hissəsi olaraq Marsa eniş edib.

Yerdən edilən müşahidələrdən başqa Mars haqqında əldə edilən sonrakı informasiya Mars ətrafındakı orbitinin üstündəki və ya içindəki beş aktiv kosmik gəmidən (üç orbiter və iki rover) gəlir: 2001 Mars Odyssey, Mars Express, Mars Reconnaissance Orbiter, Opportunity rover və Curiosity rover.

Düjünlərlə insansız kosmik gəmi (orbiter, enmə aparatı və rover) Sovet Sosialist Respublikaları İttifaqı, Amerika Birləşmiş Ştatları, Avropa və Yaponiya tərəfindən planetin səthinin, iqliminin və geologiyasının öyrənilməsi üçün göndərilib. HiWish proqramı vasitəsilə ictimaiyyət Marsın şəkillərini tələb edə bilər.

Mars Science Laboratory 26 noyabr 2011-ci ildə başladı və 6 avqust 2012-ci il Ümumdünya vaxtında Curiosity Marsa endi. O, Mars Exploration Roversdən daha böyük və qabaqcıl idi. Onun hərəkət sürəti saatda 90 metrə qədər idi. Təcrübələrə lazer kimyəvi kollektoru daxil idi. Bu kollektor 7 metr məsafədən süxurların təbiətini müəyyən edə bilirdi. Fevralın 10-da Curiosity roveri öz üzərindəki qazma qurğusunu istifadə edərək ilk dərin süxur nümunələri əldə edib.

24 sentyabr 2014-cü ildə Hindistan Kosmik Tədqiqat Təşkilatı tərəfindən işə salınan Mars Orbiter Mission (MOM) Mars orbitinə çatdı. Hindistan Kosmik Tədqiqat Təşkilatı Mars atmosferini və topoqrafiyasını təhlil etmək məqsədilə onu 5 noyabr 2013-cü ildə buraxmışdı. Mars Orbiter Mission Yerin qravitasiya təsirindən qaçmaq və Marsa doğru doqquz aylıq səyahətə fırladılmaq üçün Hohmann trayektoriyasından istifadə etdi. Bu missiya Asiya tarixndə ilk planetlərarası missiya idi.

Marsa insanın getməsi üçün XX əsr boyunca və XXI əsrdə bir çox planlar irəli sürülmüşdür. Ancaq heç bir aktiv planın çatma tarixi 2025-ci ildən tez deyil.

Müxtəlif orbiterlərin, enmə aparatlarının və roverlərin mövcudluğu Mars səmalarından astronomiyanı öyrənməyi mümkün edir. Marsın peyki Fobos Yerdən görünən tam ayın bucaq diametrinin təqribən üçdə biri olaraq görünsə də, Deymos daha çox və ya az ulduza bənzərdir və Veneranın Yerdən göründüyündən bir az daha parlaqdır.

Yer planetində yaxşı bilinən müxtəlif fenomenlər Marsda müşahidə edilib, məsələn meteoritlər və qütb parıltısı. Yerin Günəş və Mars arasından keçməsi (tranziti) 10 noyabr 2084-cü ildə baş verəcək. Həmçinin, Merkuri və Veneranın Günəş və Mars arasından keçməsi baş verir. Marsın peykləri Fobos və Deymosun kiçik bucaq diametri var və buna görə də Günəşin üzərinin onlar tərəfindən qismən "tutulması" ən çox diqqətə alınmış tranzitlərdir.

19 oktyabr 2014-cü ildə Siding Spring kometi Marsa çox yaxın keçdi. Komet o qədər yaxın idi ki, kometin qabığı Marsa dəyə bilərdi.

Marsın orbiti eksentrik olduğundan onun görünmə böyüklüyü Mars Günəşin əks tərəfində olduğu zaman −3.0-dən −1.4-ə qədər dəyişə bilər. Planet Günəşlə eyni tuşlamada olanda minumum parlaqlıq +1.6-dır. Mars, adətən, sarı, narıncı və ya qırmızı olur. Marsın həqiqi rəngi iris rənginə yaxındır və görülən qırmızılıq sadəcə Marsın atmosferindəki tozdur. NASA-ın Spirit roveri mavi-boz qayaları və açıq-qırmızı qum sahələri ilə yaşıl-qəhvəyi, palçıq rəngli landşaftın şəkillərini çəkib. Mars Yerdən ən uzaq olanda yaxın olduğu zaman aralarında olan məsafədən yeddi dəfədən çox uzaqdır. Münasib olmayan yerdə olanda Mars Günəşin parıltısında bir dəfə üçün aylarca yox ola bilər. Ən münasib vaxtlarda — 15 və ya 17 illik intervallarda və həmişə iyulun axırı və sentyabrın əvvəli teleskopla Marsın bir çox səth detalları görünə bilər. Hətta aşağı böyüdülmədə (teleskopda) xüsusilə gözəçarpan xüsusiyyət qütb buz örtükləridir.

Mars Günəşin əks tərəfindən dayananda retroqrad hərəkəti perioduna başlayır. Bu o mənaya gəlir ki, Mars arxa fondakı ulduzlara görə halqavarı hərəkətlə geriyə gedəcək. Retroqrad hərəkətin müddəti təqribən 72 gündür. Mars bu hərəkətin ortasında öz maksimum parlaqlığına çatır.

Marsın geosentrik uzunluq dairəsinin Günəşinkindən 180°Fərqli olduğu nöqtə qarşıdurma adlanır və bu həm də onun Yerə ən yaxın olduğu vaxta yaxındır. Qarşıdurmanın vaxtı ən yaxın yanaşmadan 8 gün yarım qədər uzaqdır. Planetlərin elliptik orbitlərinə görə yaxın yanaşma zamanı məsafə təqribən 54 milyon kilometrdən 103 milyon kilometrə qədər fərqlənir və bu da bucaq ölçüsündə müqayisə edilə bilən müxtəlifliklərə səbəb olur. Axırıncı Mars qarşıdurması təqribən 93 milyon kilometr məsafədə aprelin 8-i 2014-cü ildə baş verib. Növbəti Mars qarşıdurması təqribən 76 milyon kilometr məsafədə mayın 22-i 2016-cı ildə baş verir. Baş verən qarşıdurmalar arasındakı orta vaxt 780 gündür, ancaq bu 764 gündən 812 günə kimi dəyişə bilər.

Marsın 27 avqust 2003-cü ildə Ümumdünya vaxtı ilə saat 9:51:13-də təqribən 60 min ildə baş verən Yerə ən yaxın yanaşması və maksimum görünən parlaqlığı baş verdi. (55,758,006 km, dərəcə −2.88) Bu qarşıdurmadan bir gün və perigelisdən üç gün sonra olduğuna görə Yerdən daha yaxşı görünürdü. Marsın Yerə çox yaxın olduğu son zaman eramızdan əvvəl 57617-ci il sentyabrın 12-i və növbəti zaman isə 2287-ci il olaraq qiymətləndirilir. Bu rekord yanaşma başqa yaxın yanaşmalardan yalnız bir az daha yaxındır. Məsələn, 22 avqust 1924-cü ildə minumum məsafə 0.37285 Astronomik Vahiddir və 24 avqust 2008-ci ildə minumum məsafə 0.37279 astronomik vahiddir.

Marsın müşahidəsinin tarixi Marsın qarşıdurmaları ilə əlaqəlidir. Bu vaxt planet Yerə ən yaxın məsafədə olur və bu, iki ildən bir baş verməklə onun ən yaxşı göründüyü zamandır. Hətta daha çox diqqətəlayiq olan Marsın perigelik qarşıdurmalarıdır. Bu hər 15 və ya 17 ildən bir baş verir və Marsın perigelisə ən yaxın olmasının onu Yerə daha yaxın etməsi ilə fərqlənir.

Gecə səmasında səyyar obyekt kimi Marsın mövcudluğu qədim Misir astronomları tərəfindən bilinirdi və eramızdan əvvəl 1534-cü ilə qədər onlar planetin retroqrad (əks istiqamətli) hərəkəti ilə tanış idilər. Yeni Babil imperiyasının vaxtına qədər babilli astronomlar müntəzəm olaraq planetlərin vəziyyətlərinin və onların davranışlarının sistematik müşahidələrini qeydə alırdılar. Mars üçün onlar bilirdilər ki, planet hər 79 ildən bir 37 sinodik period və ya 42 zodiak dövrü edir. Onlar həmçinin planetlərin proqnozlaşdırılan vəziyyətlərinə kiçik düzəlişlər etmək üçün hesablama üsulları kəşf etmişdilər.

Eramızdan əvvəl IV əsrdə Aristotel Marsın çox uzaqda olduğunu bildirərək Mars Ayın arxasında yox olduğunu qeyd etdi.İsgəndəriyyədə yaşayan Ptolomey Marsın orbital hərəkəti məsələ haqqında mülahizə yürütməyə çalışdı. Ptolomeyin modeli və onun astronomiya üzərində kollektiv işi Almagest kolleksiyasında təqdim edildi. Almagest növbəti 14 əsr üçün Qərb astronomiyasında etibarlı traktat oldu. ədəbiyyat təsdiqləyir ki, Mars eramızdan əvvəl IV əsrdən gec olmamaqla Çin astronomları tərəfindən bilinirdi. Eramızın V əsrində hind astronomik mətni Surya Siddhanta Marsın diametrini hesablayırdı.Şərqi Asiya mədəniyyətlərində Mars ənənəvi şəkildə Beş elementə əsaslanaraq "od ulduzu" (火星) olaraq adlandırılırdı.

XVII əsr ərzində Tixo Brahe Marsın günlük parallaksını ölçüb və İohann Kepler bundan istifadə edərək planetə qədər nisbi məsafənin ilkin hesablamasını edib.Teleskop işlətmək mümkün olanda Marsın günlük parallaksı Günəş-Yer məsafəsinin təyin edilməsi üçün yenidən ölçülüb. Bu ilk dəfə 1672-ci ildə Covanni Domeniko Kassini tərəfindən yerinə yetirilib. İlk parallaks ölçmələri instrumentlərin keyfiyyətinə görə ləngidi. Marsın Venera ilə örtünməsi Heydelberqdə tərəfindən 13 oktyabr 1590-cı ildə müşahidə edilib. 1610-cu ildə Mars Qalileo Qaliley tərəfindən görülüb və Qalileo Qaliley teleskop ilə Marsı görən ilk şəxs olub. Marsın xəritəsini çəkən ilk şəxs holland astronom Xristian Hüygensdir. Bu xəritə Marsın ərazi xüsusiyyətlərini də göstərirdi.

XIX əsrə qədər teleskopların imkanı səth xüsusiyyətlərinin müəyyən edilməsi üçün lazım olan səviyyəyə çatdı. Marsın perigelik qarşıdurması 5 sentyabr 1877-ci ildə baş verdi. Həmin il italyan astronom Qiovanni Skiaparelli Milanda Marsın ilk müfəssəl xəritəsini çəkmək üçün 22 santimetrlik teleskopdan istifadə etdi. Bu xəritələr diqqətəlayiq şəkildə kanallar (canali) adlanan xüsusiyyətləri göstərirdi. Daha sonra bu xüsusiyyətlərin optik illüziya olduğu göstərildi. Kanallar Marsın səthində uzun, düz xətlər idi və o, həmin kanallara Yerin məşhur çaylarının adını vermişdi. Onun termini — canali "kanallar" və ya "uzun, dar çuxurlar" mənasını verirdi.

Müşahidələrdən təsirlənən orientalist Persival Louel ölçüləri 30 santimetr və 40 santimetr olan teleskopa sahib rəsədxananın əsasını qoydu. Rəsədxana Marsın tədqiqatı üçün 1984-cü ildəki axırıncı yaxşı fürsət zamanı və növbəti az əlverişli qarşıdurmalar zamanı istifadə edildi. O, Marsa və planetdəki həyata aid ictimaiyyətə böyük təsiri olan bir sıra kitablar dərc etdi. Kanallar (canali) başqa astronomlar tərəfindən, məsələn, Henri Cosef Perrotin və Luis Thollon tərəfindən Nisdə həmin vaxtın ən böyük teleskoplarından biri istifadə edilərək tapıldı.

Mövsumi dəyişikliklər (Marsda yay zamanı formalaşan qaranlıq ərazilərin və qütb buz örtüklərinin kiçilməsi) kanallarla birlikdə Marsda həyat olması barədə fərziyyəyə səbəb oldu və Marsın geniş dənizlərə və nəbatata malik olması barədə uzun müddət üzərində durulan fikir var idi. Teleskop heç vaxt fərziyyələrin sübut edilməsi üçün lazım olan həll yolunu göstərmədi. Böyük teleskoplar istifadə edildikcə daha az uzun, düz kanallar müşahidə edildi. 1909-cu ildə tərəfindən 84 santimetrlik teleskopla edilən müşahidə zamanı nizamsız münunələr müşahidə edildi, ancaq kanallar görülmədi.

Hətta 1960-cı illərdə Mars biologiyasına aid məqalələr dərc edildi və bu məqalələr Marsda mövsumi dəyişikliklərə görə həyat olmasından başqa digər izahları bir kənara qoyurdu. Funsional ekosistem üçün maddələr mübadiləsi və kimyəvi dövrələr haqqında müfəssəl ssenarilər dərc edilirdi.

1960-cı və 1970-ci illərdə NASA-ın Mariner missiyaları zamanı kosmik gəmilər planetə səyahət etməyə başlayanda bu məhfumlar kökündən sarsıldı. Əlavə olaraq həyat aşkar etmə məqsədilə edilən Viking təcrübələrinin nəticələri ümumən düşmən, ölü planet fərziyyəsinin qəbul edildiyi dövrə səbəb oldu.

Mariner 9 və Viking bu missiyalardan toplanan informasiyadan istifadə edilərək daha yaxşı xəritələrin düzəldilməsinə səbəb oldu və irəli sürülən başqa bir proyekt Mars Global Surveyor mission idi, 1996-cı ildə başladıldı və 2006-cı ilin axırına qədər idarə edildi. Bu proyekt Marsın topoqrafiyasının, maqnit sahəsinin və səth minerallarının tamamlanmış müfəssəl xəritələrinin hazırlanmasına kömək etdi. Bu xəritələr hal-hazırda onlayn şəkildə mövcuddur, məsələn Google Marsda. Mars Reconnaissance Orbiter və Mars Express yeni alətlərlə tədqiqat aparmağa və enmə aparatı missiyalarını dəstəkləməyə davam etdi.

Mars Roma mifologiyasındakı müharibə tanrısının adı ilə adlandırılıb. Müxtəlif mədəniyyətlərdə Mars kişiliyi və gəncliyi təmsil edir. Marsın simvolu isə (  ) yuxarı sağ hissədən çıxan oxu olan dairədir. Bu simvol həm də kişi cinsinin simvolu olaraq istifadə edilir.

Mars tədqiqat gəmilərində baş verən müvəffəqiyyətsizliklər satirik əks-mədəniyyətlə nəticələnib, hansı ki müvəffəqiyyətsizliyin səbəbi kimi Yer-Mars "Bermud üçbucağı", "Mars lənəti" və ya kosmik gəmiləri yeyən "Böyük Qalaktik Qulyabanı"nı günahlandırırdı.

Marsda əqlə sahib marslıların yaşaması ilə bağlı fikir XIX əsrin sonlarında partladı. Skiaparellinin "kanallar"ı müşahidə etməsi və Persival Louelin bu mövzudakı kitabları planet üçün standard anlayışı irəli sürdü. Bu anlayışa görə Mars quru, sərin, cansız dünya idi və qədim sivilizasiyalar burada suvarma üçün qurğular tikirdilər.

Məşhur şəxsiyyətlər tərəfindən edilən bir çox müşahidələr və açıqlamalar "Mars həyacanı"na əlavə edildi. 1899-cu ildə Colorado Springs laboratoriyasında ixtiraçı Nikola Tesla öz radioqəbuledicilərini istifadə edərək atmosferik radio səsini araşdırarkən təkrarlanan siqnalları müşahidə etdi. Daha sonra o, bunların başqa planetdən, bəlkə də Marsdan gələn radio mesajlar olduğunu güman etdi. 1901-ci ildə Nikola Tesla dedi:

Bir müddət sonra mənim ağlıma gəldi ki, müşahidə etdiyim atmosferik səslər əqli idarə sayəsində baş vermiş ola bilər. Onların mənasını şərh edə bilməsəm də, onların tamamilə təsadüfi olaraq baş verdiyinə inanmaq mənim üçün qeyri-mümkündür. Davamlı olaraq mən də o fikir yaranır ki, mən bir planetin digərini salamladığını eşidən ilk şəxsəm.

Uilyam Kelvin Teslanın nəzəriyyələrini dəstəklədi və Uilyam Kelvinin 1902-ci ildə Amerika Birləşmiş Ştatlarına səyahət edərkən belə dediyi qeydə alınır ki, o, Teslanın Birləşmiş Ştatlara göndərilən Mars siqnallarını qəbul etdiyini fikirləşir. Kelvin Amerikadan getməzdən bir az əvvəl bu məlumatı "təkidlə" rədd etdi: "Mənim dediyim o idi ki, Marsın sakinləri, əgər mövcuddurlarsa, şübhəsiz, Nyu-Yorku, xüsusilə onun elektrikinin parlaqlığını görə bilərdilər."

1901-ci il The New York Times məqaləsində Harvard Kolleci Rəsədxanasının direktoru Eduard Çarlz Pikerinq dedi ki, onlar Arizonadakı Louel Rəsədxanasından teleqram alıblar. Bu teleqram təsdiq edir ki, Mars Yerlə əlaqə qurmağa çalışır:

1900-cü ilin dekabrının əvvəllərində biz Arizonadakı Louel Rəsədxanasından teleqram qəbul etdik ki, 70 dəqiqə davam edən işıq şüası Marsdan əks olunub. (Louel Rəsədxanası xüsusilə Mars üzərində işləyirdi.) Mən bu faktlar haqqında Avropaya teleqram vurdum və ölkə boyunca yeni üslublu nüsxələri göndərdim. Ordakı müşahidəçi diqqətli, etibarlı adamdır və işığın mövcud olması haqqında şübhələnməyə heç bir səbəb yoxdur. Marsdakı yaxşı bilinən coğrafi nöqtədən qəbul edildiyi müəyyən edilib. Hamısı budur. İndi hekayə bütün dünyada dolaşır. Avropada deyilir ki, mən Marsla əlaqədə olmuşam və şişirtmənin bütün növləri ortaya çıxır. İşıq hər nədirsə, bizim onu öyrənmək üçün vəsaitimiz yoxdur. Bu, dərrakənin nəticəsi olsun, ya da olmasın, heç kəs deyə bilməz. Bu tamamilə izah olunmazdır.

Pikerinq daha sonra marslılara siqnal göndərmək üçün Texasda güzgü komplekti qurmağı təklif etdi.

Axırıncı onilliklərdə Mars Global Surveyor ilə ən yüksək nöqtəyə çatan Mars səthinin yüksək keyfiyyətli xəritəçəkməsi "dərrakəli" həyatın məskunlaşma izlərini aşkar etmədi. Ancaq Riçard Hoqlend kimi şərhçilər dərrakəli həyat haqqında psevdo-elmi fərziyyələr irəli sürməyə davam etdilər. "Kanallar" haqqında mübahisəyə bənzər bəzi fərziyyələr "piramidlər" və "Marsda üz" kimi kosmik gəmilərin çəkdiyi şəkillərdə görülən kiçik miqyaslı xüsusiyyətlərə əsaslanır. Alim Karl Saqan yazır:

Mars bizim yerlə əlaqədar ümidlərimizi və qorxularımızı yatırdığımız mifik arenanın bir növünə çevrilib.

Marsın dramatik dərəcədə qırmızı rəngi və XIX əsr elmi nəzəriyyələrinin onun səth vəziyyətinin nəinki həyatın, hətta dərrakəli həyatın mövcudluğunu dəstəkləyə biləcəyini deməsi Marsın bədii ədəbiyyatda təsviri üçün təkan oldu. Beləliklə, bir çox elmi fantastika ssenariləri yarandı. Onların arasında Herbert Uellsin 1898-ci ildə çap edilən "Dünyaların müharibəsi" də var. Bu romanda marslılar Yeri işğal edərək öz cansız planetləri Marsdan qurtulmağa çalışırlar. Romandan sonra onun Birləşmiş Ştatlar radio adaptasiyası — "Dünyaların müharibəsi" 30 oktyabr 1938-ci ildə yayımlandı. Adaptasiya canlı xəbərlər buraxılışı kimi Orson Uells tərəfindən təqdim edilirdi və bir çox dinləyicilər bunu həqiqət hesab etdikləri üçün ictimai panikaya səbəb olması ilə məşhur oldu.

Mars haqqında təsirli əsərlərə Rey Bredberinin Yer planetindən olan tədqiqatçıların təsadüfən Mars sivilizasiyasını məhv etdiyi "Mars səlnamələri", Edqar Rays Borrouzun Barsum seriyaları, K.S. Luisin romanı olan "Sakit Planetdən Kənarda" (1938) və Robert Haynlaynın bir sıra hekayələri daxildir.

Yazıçı Conatan Svift Qulliverin səyahəti romanının XIX fəslində Marsın peyklərinə onların Asaf Holl tərəfindən kəşf edilməsindən təqribən 150 il əvvəl istinad edir və peyklərin orbitlərinin olduqca düzgün təsvirləri haqqında məlumat verir.

Dərrakəyə sahib marslının gülməli obrazı — Marslı Marvin Warner Brothers şirkətinin "Looney Tunes" cizgi filminin xarakteri kimi 1948-ci ildə televizorda ortaya çıxdı və populyar mədəniyyətin bir hissəsi kimi günümüzə qədər gəlib çıxdı.

Mariner və Viking kosmik gəmiləri Marsın cansız və kanallar olmayan şəkilləri ilə qayıdandan sonra Mars haqqındakı bu fikirlərdən vaz keçirilməli idi və bunun yerinə Marsda insan koloniyalarının dəqiq, realist təsvirləri dəbə mindi. Bu dəbin ən məşhur nümunəsi Kim Stenli Robinsonun Mars trilogiyasıdır. Kosmik gəmilər tərəfindən çəkilən "Marsda üz" və başqa müəmmalı işarələr haqqındakı psevdo-elmi nəzəriyyələr qədim sivilizasiyaların elmi fantastikada, xüsusilə kinematoqrafiyada məşhur mövzu olmağa davam etməsi demək idi.

Müstəqillik üçün yerlə müharibə edən Mars koloniyası mövzusu Qreq Birin romanlarının, "Hər şeyi xatırla" filminin (Filip Dikin qısa hekayəsinə əsaslanır) və televiziya serialı "Babilon-5"-in əsas mövzusudur. Red Faction və Zone of the Enders video oyunu seriyaları da bu elementi istifadə edirdi. Mars və onun peykləri məşhur Doom və Martian Gothic video oyunlarının da əsas mühiti idi.

  Əsas məqalələr: Marsın peykləri , Deymos, və Fobos

Marsın iki, nisbətən kiçik təbii peyki var: Fobos (diametri təqribən 22 km) və Deymos (diametri təqribən 12 km). Onların planetə yaxınlaşaraq onun orbitində fırlanmağa başlayan asteroidlər olması uzun müddət dəstəklənən nəzəriyyədir, ancaq onların mənşəyi naməlum olaraq qalır. İki peyk 1877-ci ildə Asaf Holl tərəfindən kəşf edilib və onlar yunan mifologiyasında ataları olan müharibə allahı Aresi döyüşdə müşaiət edən Fobos (panika/qorxu) və Deymos (dəhşət/qorxu) xarakterlərindən adlarını alıb. Mars Aresin roma mifologiyasında qarşılığıdır. Müasir yunan dilində planet qədim adı olan Aresi (Aris: Άρης) saxlayır.

Marsın səthindən Fobos və Deymosun hərəkətləri Ayınkından fərqli görünür. Fobos qərbdən çıxır, şərqdə dayanır və 11 saat sonra yenidən çıxır. Sinxron orbitdən (burada orbital period planetin fırlanma perioduna uyğun gəlir) kənarda olan Deymos gözlənildiyi kimi şərqdən ancaq yavaş-yavaş qalxır. Deymosun 30 saatlıq orbitinə baxmayaraq, onun çıxması və ekvatordakı müşahidəçi üçün hazır olması 2.7 gün çəkir, çünki o, yavaş-yavaş Marsın fırlanmasından geri qalır.

Fobosun orbiti sinxron hündürlükdən aşağı olduğundan Mars planetindən olan qabarma qüvvələri onun orbitini təqricən kiçildir. Təqribən 50 milyon il sonra Fobos Marsın səthinə dəyə və ya planet ətrafında halqa quruluşuna parçalana bilər.

Hər iki peykin mənşəyi yaxşı dərk edilməyib. Onların aşağı albedosu və karbonlu kondrit tərkibləri asteroidlərinkinə oxşar hesab edilib və bu onların Marsa yaxınlaşıb onun ətrafında fırlanmağa başlamış asteroidlər olmasını dəstəkləyir. Fobosun qeyri-sabit orbiti onun Deymosa nisbətən daha yaxın vaxtda Mars tərəfindən tutulmasını göstərir. Ancaq hər ikisinin ekvator yaxınlığında dairəvi orbitləri var, hansı ki, bu planet tərəfindən tutulan obyektlər üçün təsadüf edilməyən xüsusiyyətdir və tələb olunan tutulma dinamikaları mürəkkəbdir. Marsın erkən tarixində baş verən böyümə də mümkündür, ancaq əgər bu isbat edilsə, Marsın özündən çox asteroidlərin tərkibinə bənzər tərkib izah edilə bilməz.

Üçüncü ehtimal üçüncü obyektin prosesə daxil olması və ya toqquşma parçalanmasının başqa növüdür. Fobos üçün ən yeni sübutlar onun yüksək dərəcədə məsaməli interyerə malik olması və əsasən Marsda mövcud olan filosilikatlar və başqa mineralların onun tərkibində olması Fobosun mənşəyinin Marsla toqquşma ilə buraxılan və Mars orbitində yenidən toplanan materialdan əmələ gəlməsini göstərir. Bu geniş yayılmış Yerin təbii peykinin mənşəyi üçün irəli sürülən Böyük Zərbə Nəzəriyyəsinə oxşardır. Marsın peyklərinin görünən və yaxın-infraqırmızı spektrumunun xarixi zona asteroidlərinkinə oxşar olmasına baxmayaraq Fobosun termik infraqırmızı spektrumu hər hansı bır kondrit sinifi ilə ziddiyyət təşkil edir.

Marsın diametrdə 50–100 metrdən kiçik olan əlavə peykləri də ola bilər və Fobos və Deymos arasından tozdan təşkil olunmuş halqa olması ehtimal edilir.

• Mars One layihəsi
• Yüz İllik Kosmos Uçuşu layihəsi

• (az.). islamazeri.az. 2016-09-28. 2016-09-28 tarixində . İstifadə tarixi: 2016-09-16.