Cualquiera que mire un globo terráqueo o un mapa mundial de Marte no puede perdérselo: el mayor y más largo cañón del sistema solar. Al recorrer el ecuador marciano a lo largo de unos 4.000 kilómetros, llegaría desde la ciudad de Nueva York hasta San Francisco si se situara en los Estados Unidos. El fondo del cañón se hunde 11 km por debajo de las llanuras circundantes. Esto es tan profundo como algunas de las partes más profundas del océano aquí en la Tierra. Este es el Valles Marineris, o Valle del Marinero, y su extensión occidental, Noctis Labyrinthus, el Laberinto de la Noche.

Este inmenso conjunto de valles interconectados se extiende desde la altura de la protuberancia volcánica de Tharsis hacia el este hasta que desciende en varios canales y regiones de terreno caótico. Se divide naturalmente en tres segmentos.

En el oeste, Noctis Labyrinthus está formado por una red de cañones cerrados y depresiones que se cruzan. Estas parecen alinearse con las fallas de la meseta circundante. Más hacia el este de Noctis, las depresiones se ensanchan y profundizan y se vuelven más continuas a medida que se fusionan para formar los principales cañones de dirección este-oeste de Valles Marineris. Más hacia el este, los cañones se vuelven menos profundos y los rasgos fluviales son más comunes. Finalmente, el sistema de cañones desaparece en un terreno caótico.

Aunque los cañones muestran muchos signos de contener lagos, se cree que los propios cañones se han formado por fallas geológicas a gran escala. Los cañones son agujeros gigantescos. Un graben es un trozo de corteza que cae entre fallas aproximadamente paralelas a ambos lados cuando la corteza está bajo tensión. Los científicos no saben exactamente qué inició el proceso, pero la mayoría sospecha que la falla estuvo relacionada con el aumento de la actividad volcánica en Tharsis.

Los lagos, probablemente alimentados por aguas subterráneas, formaron depósitos en capas en el suelo del cañón en numerosos lugares: Ophir Chasma y Candor Chasma, por nombrar sólo dos. Incluso la depresión cerrada de Hebes Chasma está llena en gran parte de una mesa gigante. Los científicos creen que se construyó a partir del material que se derrumbó en los desprendimientos de las paredes cuando Hebes se llenó de agua.

Los desprendimientos a lo largo de las paredes del cañón fueron el principal proceso de ampliación de todo el sistema del cañón, junto con la acción fluvial de las aguas subterráneas. Los lagos drenaban hacia el este, bajando por la ladera regional. A medida que salían de los cañones, el agua que se escapaba construía grandes canales de inundación que acababan desembocando en las tierras bajas del norte.

La Tierra no tiene ninguna característica geológica que se asemeje a los Valles Marineris. Sus paralelos más cercanos son los valles de rift terrestres, como el del este de África. Éste se extiende hacia el sur desde el Mar Rojo a través de Etiopía, Kenia y Tanzania hasta Mozambique. Pero el Rift de África Oriental tiene muchos volcanes activos, mientras que Valles Marineris parece estar libre de ellos, a pesar de estar en el borde de Tharsis. La cuestión de cómo nació, tomó forma y creció Valles Marineris sigue resuelta sólo en parte.