miniatura|Mapa geològic de MartP. Zasada (2013) Generalised Geological Map of Mars, 1:140.000.000, Source Link. miniatura|Mart vist pel Telescopi espacial Hubble La Geologia de Mart és l'estudi científic de la superfície, l'escorça i l'interior de la planeta Mart. Fa èmfasi en la composició, estructura, història, i processos físics que han conformat el planeta. És una disciplina anàloga a la geologia terrestre. En ciències planetàries, geologia és un terme utilitzat en el seu sentit més ampli per significar l'estudi de les parts sòlides dels planetes i les seves llunes. Incorpora aspectes de geofísica, geoquímica, mineralogia, geodèsia, i cartografia. El neologisme areologia, derivat de la paraula grega Ares (Mart), de vegades apareix com a sinònim per a la geologia de Mart en els mitjans de comunicació populars i en els treballs de ciència-ficció (per exemple, en la Trilogia marciana de Kim Stanley Robinson), encara que la paraula és rarament utilitzada per geòlegs professionals i científics planetaris.Quinion, M. (1996).Carr, M.H., USGS, Personal Communication, September 13, 2010.
Mapa geològic de Mart (2014)
Topografia Global de Mart
Composició de Mart
Com la Terra, Mart és un planeta amb diferències, la qual cosa significa que té un nucli format per ferro-níquel, un mantell, i una escorça de silicats menys densa. El representatiu color roig del planeta és a causa de la quantitat d'òxid de ferro que en té a la superfície.
Els científics creuen que els elements més abundants químics a l'escorça de Mart, a més de silici i oxigen, són: ferro, magnesi, alumini, calci i potassi. Aquests són els components principals dels minerals que comprenen roques ígnies; altres elements com el titani, crom, manganés, sofre, fòsfor, sodi i clor són menys abundants; així i tot, també són components importants de molts minerals accessoris en roques i de minerals secundaris (productes de meteorització) en la pols i sòls (regolita). L'hidrogen hi és en forma d'aigua (H2O), gel i en minerals hidratats. També s'hi detectà carboni com a diòxid de carboni (CO2) en l'atmosfera i de vegades en gel sec als pols. També s'ha detectat una quantitat desconeguda de carboni concentrada en carbonats. El nitrogen molecular (N2) compon el 2,7% de l'atmosfera. Pel que sabem, no hi ha composts orgànics, tret d'una traça de metà detectada en l'atmosfera.
Fisiografia global La majoria del coneixement actual sobre la geologia de Mart prové de l'estudi dels seus accidents geogràfics i de les característiques del relleu de la seva escorça observable en les imatges preses per naus espacials orbitals. Mart té en la seva superfície un gran nombre d'elements distintius a gran escala, mostra dels diferents tipus de processos geològics que han operat sobre el planeta durant diverses eres. En conjunt, aquestes regions il·lustren processos geològics que inclouen el vulcanisme, la tectònica, l'aigua, el gel, i els impactes astronòmics que han modelat el planeta a escala global.
Dicotomia entre hemisferis miniatura|200x200px| Mars Orbital Laser Altimeter (MOLA): mapes altimètrics ombrejats en color que mostren les elevacions en els hemisferis occidental i oriental de Mart. (Esquerra): L'hemisferi occidental està dominat per la regió de Tharsis (vermell i marró). Alts volcans apareixen en blanc. Valls Marineris (en blau) és la major depressió. (Dreta): l'hemisferi Oriental mostra les Terres Altes plenes de cràters (grocs a vermells) amb la conca Hellas (porpra, blau profund) més avall. La regió de Elysium apareix en la vora superior dret. Àrees a nord de la frontera de la dicotomia apareixen ombrejades de blaus en ambdós mapes. Els hemisferis nord i sud de Mart són sorprenentment diferents l'un de l'altre en quan a topografia i fisiografia. Aquesta dicotomia és una característica geològica global fonamental del planeta. En termes senzills, l'hemisferi nord és una enorme depressió topogràfica: aproximadament un terç de la superfície del planeta es troba a una cota d'entre 3 i 6 km més baixa que els altres dos terços situats al sud. Aquesta és una primera característica del relleu marcià que mostra un cert paral·lelisme amb la diferència d'elevació entre els continents i les conques dels oceans de la Terra. La dicotomia és també expressable d'altres dues maneres: com la diferència en la densitat de cràters d'impacte i com la diferència de el gruix de l'escorça entre els dos hemisferis.
A l'hemisferi sud hi ha formacions molt antigues (sovint anomenades "terres altes de sud" o Uplands en anglès) amb nombrosíssims cràters, caracteritzades per superfícies abruptes anteriors al període del Gran bombardeig tardà. En contrast, les terres baixes situades al nord presenten pocs cràters grans, el seu sòl és molt llis, i mostren altres tipus d'elements geomorfològics que indiquen que han ocorregut extensos processos de regeneració de la seva superfície des que es van formar les terres altes del sud. La tercera distinció entre els dos hemisferis és el gruix de l'escorça. Dades topogràfiques i gravimètriques indiquen que l'escorça a les terres altes de sud tenen un gruix màxim d'aproximadament 58km, mentre que les de la banda nord tot just arriben als 32km de gruix.
L'origen i edat de la dicotomia hemisfèrica és encara objecte de debat. Les hipòtesis sobre el seu origen generalment es poden agrupar en dues categories: en una d'elles, la dicotomia va ser produïda per un mega-esdeveniment d'impacte o diversos impactes grans molt antics en la història de la planeta (teories exogénicas); en l'altra, la dicotomia va ser produïda per l'aprimament de l'escorça de l'hemisferi nord provocat per la convecció de la capa o d'altres processos químics i tèrmics a l'interior de la planeta (teories endogénicas). Un model endogen proposa un episodi de tectònica de plaques que va produir una crosta més prima en el de nord, similar al que està passant en els límits de les plaques tectòniques a la Terra. Sigui quin sigui el seu origen, la dicotomia de Mart sembla ser extremadament antiga. Una nova teoria basada en un impacte gegant al pol sud, validada pel descobriment de dotze alineacions hemisfèriques mostra que les teories exògenes semblen ser més consistents que les endògenes, i que les plaques de Mart mai han tingut una activitat tectònica capaç d'originar la dicotomia. Els altímetres làser i els radars de les naus orbitals han identificat un gran nombre de conques, estructures difícilment discernibles en les imatges convencionals. Denominades "quasi-depressions circulars", aquestes estructures probablement representen cràters del període del Gran bombardeig Tardà. L'estudi d'aquestes "quasi-depressions circulars" suggereix que la superfície subjacent en l'hemisferi nord és almenys tan vella com l'escorça més antiga exposada a les terres altes de sud. L'antiguitat de la dicotomia suposa una restricció significativa en les teories sobre el seu origen.
Regions volcàniques de Tharsis i Elysium
La zona transfronterera de la dicotomia en l'hemisferi occidental de Mart inclou una extensió de vulcanisme massiu a les àrees tectòniques coneguda com a regió de Tharsis. Aquesta immensa estructura elevada té milers de quilòmetres de diàmetre i cobreix fins a un 25% de la superfície del planeta. Fent una mitjana d'entre 7 i 10 km per sobre de la cota zero de referència (denominada en geodèsia "datum", quelcom semblant al "nivell del mar" marcià), Tharsis conté les elevacions més altes del planeta i el major volcà conegut en tot el Sistema Solar. Tres enormes volcans, Ascraeus Mons, Pavonis Mons, i Arsia Mons (el conjunt es denomina Tharsis Montes), estan alineats en un eix NE-SO al llarg de la cresta de la protuberància. L'enorme Alba Mons (anteriorment Alba Patera) ocupa la part del nord de la regió. El gegantesc volcà escut, el conegut Olympus Mons es troba en un lloc prominent, a la vora occidental de la regió. El caràcter extremament massiu de l'àrea de Tharsis provoca enormes tensions a la litosfera del planeta. Com a resultat, immenses fractures de gran extensió (fosses tectòniques i rifts) parteixen radialment des de Tharsis, estenent-se fins a aconseguir pràcticament la meitat del planeta.Carr, M.H (2007).
Una zona volcànica més petita que es troba diversos milers de quilòmetres a l'oest de Tharsis és Elysium. Amb aproximadament 2.000 quilòmetres en diàmetre, consta de tres volcans principals: Elysium Mons, Hecates Tholus i Albor Tholus. El grup de volcans d'Elysium és una mica diferent del de Tharsis, formacions en què estan implicades laves i piroclasts.
Grans conques
Sobre la superfície de Mart existeixen grans extensions de conques circulars causades per impactes enormes. El més gran i fàcilment visible, Hellas, una conca es troba a l'hemisferi sud. És el segon major impacte confirmat sobre l'estructura del planeta, centrat sobre les coordenades 64°E de longitud i 40° S de latitud. La part central de la conca, Hellas Planitia, té 1.800 km de diàmetre i està envoltada d'una ample corona circular molt erosionada, que es caracteritza per les seves irregulars i abruptes muntanyes estretament apinyades en massissos, que probablement representen vells blocs de l'antiga escorça de la conca fracturats, rotats i desplaçats.Boyce, J.M. (2008) The Smithsonian Book of Mars; Konecky&Konecky: Old Saybrook, CT, p. 13.Carr, M.H.; Saunders, R.S.; Strom R.G. (1984). Antics relleus volcànics de baixa altura es localitzen a les seccions nord-oriental i sud-occidental. El fons de la conca conté gruixuts dipòsits sedimentaris, estructuralment complexos, després d'una llarga història geològica de deposicions, erosió, i deformacions internes. Les zones més baixes del planeta estan localitzades dins de la conca Hellas, amb algunes àrees 8 km per sota de la cota de referència zero.
Les altres dues grans estructures d'impacte són les conques Argyre i Isidis. Igual que Hellas, Argyre (amb 800 km de diàmetre) està localitzat a les terres altes de sud, i apareix envoltat per un ample anell de muntanyes. Les muntanyes en la porció sud, Charitum Montes, poden haver estat erosionades per efecte del gel i les glaceres en algun moment de la història de Mart. Per la seva banda, la conca Isidis (amb 1.000 km de diàmetre) es troba a la dicotomia nord, als 87°E de longitud. La porció nord-oriental de la conca ha estat erosionada i actualment es troba soterrada per dipòsits de les planes de nord, donant a la conca la forma d'un esbós semicircular. El sector nord-occidental de la conca està caracteritzat per una fossa arquejada (Nili Fossae) paral·lela a el perímetre de la conca.
Una altra gran conca, Utopia, està completament soterrada per dipòsits de les planes de nord. La seva configuració només és clarament discernable mitjançant dades d'altimetria.
Totes aquestes grans conques sobre la superfície de Mart són extremadament antigues, datades amb anterioritat Gran bombardeig tardà. Se suposa que poden ser comparables en edat a les conques Mare Imbrium i Mare Orientale de la Lluna.
Sistema de canyons equatorials esquerra|miniatura|Imatge de Viking 1 de les Valles Marineris.