Анализ фотогеологической карты Марса позволяет лам примерно изложить последовательность геологических событий на планете. При выяснении относительных и абсолютных возрастов геологических провинций большое значение имеют кратеры. Поскольку поток бомбардирующих планету тел распределяется на ее поверхности довольно равномерно, то по плотности кратеров можно сделать заключение о различном возрасте более или менее кратерированных поверхностей. Такая особенность кратерообразования позволила построить шкалу относительных возрастов для Марса.

Анализ динамических параметров астероидов в окрестностях орбиты Марса позволил сделать заключение, что с конца интенсивной бомбардировки в течение последних нескольких миллиардов лет марсианские кратеры любого размера (начиная с нескольких сотен метров) образовывались при темпе кратерообразования примерно вдвое большем, чем для кратеров того же размера на Луне. Считается, что темп кратерообразования на Луне и Марсе оставался относительно постоянным в последние 3 млрд. лет. В настоящее время установлена достаточно четкая связь плотности кратеров на Луне с датировкой абсолютного возраста лунных пород, что дает возможность построить шкалу абсолютных возрастов и для Марса. Однако у этого метода есть ограничения, поскольку нет полной уверенности в том, что сохраняются все кратеры и не учитывается влияние климатических факторов и географической зональности на разрушение кратеров. Кроме того, на более молодых поверхностях резко возрастают флуктуации кратерной плотности. Требуется более осторожное отношение к существующим возрастным оценкам, что, однако, не мешает построить общую схему развития во времени основных геологических процессов (рис. 12). Для построения этой схемы использовалась существующая сейчас шкала относительных возрастов геологических провинций Марса и модельные оценки абсолютных возрастов марсианских объектов.

Рис.12. Схема развития во времени главных событий и процессов геологической истории Марса.
Поверхностные процессы (I): 1 - формирование древней системы русел стока;
2 - формирование древних (а) и молодых (б) русел катастрофического истечения воды; 3 - перемещение материала на склонах; 4-«течение» обломочного материала по типу каменных глетчеров; 5 - формирование комплекса отложений полярных шапок; 6 - проявление эоловой активности.
Вулканизм (II): 1- формирование вулканических покровов в пределах равнин Большой Сырт (а), Эллада (б), плато Гесперия (в), Лунного плато (г); 2-вулканические покровы области Фарсида; 3-вулканические покровы равнины Амазония (а), плато Элизии (б), Ацидалийской равнины (в), плато Синай (г).
Вулканические структуры (III): 1 - формирование Адриатической, Тирренской и Аполлоновой патер; 2 - формирование патеры Альба и горы Элизии; 3 - формирование вулканических гор Арсия, Аскрийская, Павлина и Олимп.
Тектонические структуры (IV): 1 - формирование поднятия Фарсида; 2-заложение системы радиальных грабенов и разломов в пределах области Фарсида; 3 - формирование системы каньонов долин Маринер.
Возвышенности (V): 1 - формирование межкратерных равнин возвышенностей южного полушария Марса; 2 - разрушение сильно кратерированных местностей северного полушария; 3 - формирование наиболее хорошо сохранившихся ударных кратеров (диаметром более 50 км) и бассейнов.

Кратерная бомбардировка.
Следы интенсивной бомбардировки поверхности Марса наглядно отражены в рельефе древних, сильно кратерированных материковых местностей планеты. По морфологическому облику и напыщенности крупными кратерами эти местности очень схожи с лунными материками, возраст которых оценивается в 4 - 4,5 млрд. лет. По-видимому, период интенсивной бомбардировки Марса заключен в том же интервале времени. К этому периоду относятся такие события, как формирование крупнейших ударных бассейнов (Эллада, Аргир, Исида) и крупных кратерных структур (например, Кассини, Скиапарелли, Гюйгенс и др.). В дальнейшем интенсивность бомбардировки марсианской поверхности затухала, и рельефообразующая роль этого процесса заметно ослабла. В настоящее время мы не можем судить о том, существовали или нет в этот период такие геологические процессы, как тектоническая и вулканическая деятельность. По-видимому, их роль в рельефообразовании была сильно подавлена масштабной и интенсивной переработкой поверхности, совершаемой метеоритной бомбардировкой, а следы этих процессов в рельефе планеты могли не сохраниться.

Эндогенные процессы.
Тектоническая деятельность на Марсе проявилась наиболее интенсивно в ранний период геологической истории (ранее 3,5 млрд. лет назад). В этот период, вероятно, произошла сильная перестройка в структуре коры планеты, приведшая к четко выраженной планетарной дихотомии Марса - высокие уровни южного полушария и низкие уровни северного. К этому же периоду, по-видимому, относится начало тектонической деятельности в обширной области Фарсида. Структурные и стратиграфические особенности этой области свидетельствуют о том, что до того, как здесь проявился вулканизм, она испытала длительное по времени куполообразное воздымание, сопровождавшееся заложением крупной системы радиальных разломов. К наиболее древним разломам этого периода относятся системы разломов Тавмасия и Кларитас. Этот период так же характеризуется развитием интенсивной вулканической деятельности, проявившейся в формировании покровных лавовых излияний древнейших материковых местностей и «затоплении» северных равнин. Вероятно, первые лавовые затопления таких ударных бассейнов, как Эллада и Аргир, произошли также в этот период.

В более поздний период (2 - 0,5 млрд. лет) тектоническая активность неоднократно проявлялась главным образом в областях Фарсида и Элизии, а также в отдельных регионах глобального уступа. Эта стадия развития характеризуется площадными излияниями лав как в самих областях, так и на равнине Большой Сырт и плато Респерия, в районе к юго-западу от Эллады и в ряде локальных мест материковой зоны (например, около кратера Скиапарелли). Активность лавовых затоплений северных равнин постепенно падала. Более поздние излияния лав на этих равнинах происходили локально. К последнему миллиарду лет относится затопление лавами днищ кольцевых бассейнов (Эллада, Аргир, Исида), определившее наблюдаемые ныне морфологические особенности внутрибассейновых равнин. В то же время происходили фрагментарные излияния лав в материковых местностях.

Возобновление тектонической активности и магматической деятельности в период 1,5 - 0,2 млрд. лет послужило причиной формирования хаотических местностей и привело к образованию гигантской рифтообразной системы долин Маринер в экваториальной зоне Марса. Не позднее 506 млн. лет назад произошло последнее мощное проявление площадного вулканизма в центральной части области Фарсида, на которой в этот же период завершилось формирование крупнейших вулканических щитов. Судя по плотности кратеров на поверхности этих щитов, наиболее древний из них - гора Арсия, затем следуют гора Павлина и гора Аскрийская и самый молодой - гора Олимп.

Экзогенные процессы.
Одновременно с вулканической деятельностью в древнейший период происходило раннее формирование системы долин флювиальной природы. Это в основном были дендритовидные мелкие долины, приуроченные к древнейшим, сильно кратерированным провинциям материковой зоны. В это время заложены крупные долины Узбой, Ладон, Маадим и Бахрам. Период формирования крупнейших долин Марса - Касэй, Арес, Тиу, Залбатану и Симуд - совпадает со временем образования хаотических местностей и системы каньонов долин Маринер. Некоторые из крупнейших долин берут начало непосредственно в локальных депрессиях хаотических местностей.

Создается впечатление, что магматическая деятельность и флювиальные процессы на Марсе связаны во времени. Такая связь двух процессов может свидетельствовать о том что вулканизм стимулировал флювиальную деятельность на протяжении всей геологической истории планеты. В частности, это могло происходить за счет таяния мерзлоты (по причине эндогенной активности), в результате чего шло высвобождение воды, сопровождавшееся эрозией марсианской поверхности. Активизация флювиальной деятельности и взаимодействие вулканизма с марсианской мерзлотой способствовали усилению химического выветривания на поверхности планеты.

Признаки активной и длительной эрозии на марсианской поверхности наиболее ярко проявились в переходной зоне между материковыми возвышенностями и северными равнинами (районы столовых гор Дейтеронил, Протонил и Нилосирт), ограниченной с юга глобальным уступом. Современный облик этого уступа определяется не только первичной тектонической структурой. Результаты геолого-морфологического изучения свидетельствуют о том, что глобальный уступ, который, вероятно, сформировался на раннем этапе геологической истории, в последующие периоды подвергался воздействию интенсивной эрозии. В результате этого он отступил к югу и сформировалась широкая (в сотни километров) переходная зона. Морфологические черты ее молодых поверхностей, как и других провинций Марса, указывают на то, что в настоящий период эти районы находятся под воздействием эоловой деятельности, активных склоновых процессов (в частности, криогенных) и в меньшей степени - кратерообразования.

Об интенсивности эоловых процессов в течение геологической истории Марса можно судить (в общих чертах) лишь по косвенным признакам - по соотношению наблюдаемых эоловых комплексов рельефа с другими теологическими типами поверхностей известного возраста. Из таких соотношений удается очень приблизительно представить себе интенсивность эоловых процессов лишь за последние 2 млрд. лет. Признаки древней активности эоловой переработки марсианской поверхности встречаются на локальных участках. Эти участки накладываются на древние местности (с возрастом 3 - 2 млрд. лет) и окружены более молодыми местностями (с возрастом около 1 млрд. лет). Такое соотношение позволяет считать, что события древней эоловой активности происходили и в период 2 - 1 млрд. лет назад. По-видимому, к этому же периоду относится появление комплексов эоловой аккумуляции, встречающихся в крупных кратерах материковых возвышенностей (например, в кратере Проктор), и образование эоловых покровов на северных равнинах.

Широкая распространенность эоловых отложений и признаки интенсивной дефляции марсианской поверхности наводят на мысль о сильной эрозионной способности этого процесса, что может быть следствием существования более плотной атмосферы в рассмотренный период. По мере затухания флювиальной деятельности в последний миллиард лет эоловые процессы, по-видимому, становились доминирующими, о чем свидетельствуют мощные (от десятков до сотен метров) эоловые отложения, распространенные на самых молодых лавовых равнинах области Фарсида, на днище каньонов долин Маринер и северных равнинах.

Наиболее яркий пример относительно недавней эоловой деятельности - пояс эоловых комплексов вокруг северной полярной шапки. Этот пояс сложен мощной толщей (до сотен метров) эолового материала, распределенного в форме гряд, барханов, дюн и шлейфов. Даже на поверхности остаточной (ледяной) северной полярной шапки наблюдаются дюнные формы, сформированные снежно-песчаным материалом. В настоящее время эоловая деятельность на Марсе - один из доминирующих планетарных процессов, хотя его эрозионная способность, по-видимому, ослаблена из-за крайне разреженной современной атмосферы.

Характер приполярных геологических провинций и ландшафтов полярных шапок, сложенных гляциоэоловыми отложениями и покровными льдами, свидетельствует о том, что формирование наблюдаемых полярных комплексов происходило в последний миллиард лет. Поскольку полярные области Марса на протяжении всей геологической истории служили холодными «ловушками» для летучих H₂O и CO₂, можно думать, что формирование полярных шапок началось в более ранние периоды. Оно происходило за счет вымораживания водяного пара из марсианской атмосферы, количество которого возрастало в периоды активизации флювиальной деятельности. Следы ее прослеживаются до 3,5 млрд. лет (или более), поэтому есть основания предполагать, что формирование полярных шапок шло с этого же периода.

Предложенная схема развития во времени основных геологических процессов, сформировавших современный облик поверхности Марса, представляет собой первое приближение, связанное с сегодняшним уровнем знаний. Поэтому схема не претендует на полную достоверность (в отношении точных возрастных оценок) и не может рассматриваться как абсолютная. итенсивности геологических процессов на схеме ни в коей мере не иллюстрируют конкретные эпохи (или циклы) развития того или иного процесса, а дают самую общую картину.