Gracias a las muchas imágenes tomadas por las sondas enviadas allí en las últimas décadas, sabemos que Marte tiene múltiples características geográficas interesantes. La más importante es la gran diferencia que se observa entre sus hemisferios norte y sur: la mayor parte de la mitad septentrional presenta una elevación más baja que la meridional (hasta seis kilómetros menor). También tiene muchos menos cráteres de impacto, y es mucho más suave y uniforme en todas partes. Por añadidura, la corteza del hemisferio norte parece ser mucho más delgada que la del hemisferio sur. Si bien los astrónomos no saben a ciencia cierta por qué se produce esta dicotomía, involucra las tres fuerzas principales que han influido en la naturaleza de la superficie marciana: vulcanismo, actividad tectónica e impactos.
Algunas de las características más llamativas de la superficie de Marte son sus montañas, todas ellas volcanes inactivos. El borde occidental del hemisferio sur contiene dos áreas diferentes, el abultamiento de Tharsis y el complejo volcánico Elysium, cada una con varios volcanes. La protuberancia de Tharsis cubre aproximadamente el 25% de la superficie del planeta y se eleva a entre siete a diez kilómetros por encima de ella. Esto incluye el Monte Olimpo, la montaña más grande del Sistema Solar.
Hasta hace unos años, los científicos estaban seguros de que Marte no tenía placas tectónicas como la Tierra. Luego se descubrió que, de hecho, sí operan fuerzas tectónicas. No solo accidentes geográficos como los acantilados escarpados y las paredes verticales de los cañones evidencian la existencia de fallas en plena actividad, sino también el hecho de que los volcanes de Marte se concentren en dos áreas diferentes.
El enorme sistema de valles conocido como Valles Marineris es el más profundo del Sistema Solar y ocupa una cuarta parte de la circunferencia del planeta. También es un límite de placa, con movimiento horizontal. Con solo una falla conocida, a diferencia de las muchas registradas en la Tierra, algunos creen que el sistema tectónico de Marte es mucho más joven que el nuestro.
Los cráteres y cuencas de impacto son frecuentes en el hemisferio sur. La cuenca de Hellas es la mayor de todas ellas, con 1800 kilómetros de diámetro. Se cree que los socavones más grandes se remontan a un período de fuertes bombardeos, hace unos 3800 millones de años. Muestran signos de erosión y también contienen mucho regolito o depósitos de suelo. Los cráteres más pequeños son más jóvenes y se parecen mucho a los de la Luna.
Marte tiene muchos tipos diferentes de cráteres gracias a la erosión, los depósitos y la actividad volcánica. También contienen mantas de eyección, flujos que se forman en el suelo después de que un impacto derrite el hielo debajo de la superficie del planeta, que normalmente se funde y se vuelve a congelar de acuerdo con los cambios de temperatura. También hay casquetes en los polos, cuya extensión cambia según las estaciones.
Debido a que Marte tiene una inclinación similar a la terrestre, disfruta de cuatro estaciones, más largas y de variada duración. Las temperaturas descienden hasta los -143 ºC en los casquetes polares durante el invierno.
La presión atmosférica en Marte es, como también se ha dicho antes, mucho más baja que la de la Tierra y su atmósfera tan delgada que apenas bloquea la incidencia del calor sobre la superficie. Hay nubes de hielo, probablemente causadas cuando el viento levanta polvo; de hecho, una de las características climáticas más importantes del planeta rojo son las tormentas de polvo, que pueden durar hasta un mes.
Desde la década de 1960, los científicos han dirigido una serie de misiones y sondas hacia Marte con el objetivo de conocer y explorar su superficie, su atmósfera y su historia geológica. Estos esfuerzos han sido impulsados por la búsqueda de vida pasada o presente, el estudio de la habitabilidad del planeta rojo y el avance de la ciencia planetaria. Algunas de estas misiones son:
- Mars Mariner: En 1965 y 1969, la NASA lanzó las misiones Mariner 4 y Mariner 6 y 7, respectivamente. Estas misiones fueron las primeras en sobrevolar Marte y transmitir imágenes de su superficie. Revelaron un paisaje marciano lleno de cráteres, con una fina atmósfera y sin signos aparentes de agua líquida.
- Viking: En 1975, la NASA lanzó las sondas Viking 1 y Viking 2, las cuales se convirtieron en las primeras misiones exitosas de aterrizaje en Marte. Llevaron a cabo experimentos biológicos para buscar vida, así como análisis de suelo y atmósfera. Aunque los resultados fueron ambiguos, Viking proporcionó una gran cantidad de datos sobre el planeta rojo.
- Mars Pathfinder: Lanzada en 1996, la misión Mars Pathfinder incluía el rover Sojourner, que se convirtió en el primer vehículo móvil en explorar la superficie de Marte. Proporcionó imágenes y datos sobre rocas y suelos marcianos durante su corta pero productiva misión.
- Mars Exploration Rovers (Spirit y Opportunity): Lanzados en 2003, los rovers Spirit y Opportunity fueron diseñados para durar solo unos meses, pero superaron ampliamente sus expectativas. Recorrieron grandes distancias en la superficie marciana, realizando investigaciones geológicas y proporcionando pruebas de que hubo agua líquida en el pasado de Marte.
- Mars Phoenix: Lanzada en 2007, esta misión aterrizó en una región polar de Marte y descubrió agua en forma de hielo en el subsuelo, lo que sugiere que las condiciones pasadas o actuales podrían ser adecuadas para la vida microbiana.
- Mars Science Laboratory (Curiosity): Lanzada en 2011, la misión Curiosity es un rover mucho más grande que sus predecesores y lleva a cabo investigaciones detalladas en el cráter Gale. Ha descubierto evidencias de que Marte tuvo un ambiente húmedo y habitable en el pasado.
- Mars Perseverance: Lanzada en 2020, Perseverance es el rover más reciente enviado a Marte. Su objetivo principal es buscar signos de vida antigua y recopilar muestras que se enviarán a la Tierra en futuras misiones.
