Cine privește un glob sau o hartă mondială a planetei Marte nu poate să nu observe: cel mai mare și mai lung canion din sistemul solar. Tăiat de-a lungul ecuatorului marțian pe o distanță de aproximativ 4.000 de kilometri, ar ajunge de la New York City la San Francisco dacă ar fi plasat în Statele Unite. Fundul canionului se scufundă la 11 km (7 mi) sub câmpiile din jur. Aceasta este la fel de adâncă ca unele dintre cele mai adânci părți ale oceanului de aici de pe Pământ. Aceasta este Valles Marineris, sau Valea Marinarilor, și extensia sa vestică, Noctis Labyrinthus, Labirintul Nopții.

Acest set imens de văi interconectate se întinde de la înălțimea protuberanței vulcanice Tharsis spre est până când coboară în mai multe canale și regiuni de teren haotic. Se împarte în mod natural în trei segmente.

În vest, Noctis Labyrinthus este alcătuit dintr-o rețea de canioane și depresiuni închise care se intersectează. Acestea par să se alinieze cu falii din platoul înconjurător. Mai departe spre est în Noctis, depresiunile se lărgesc și se adâncesc și devin mai continue pe măsură ce se unesc pentru a forma principalele canioane cu orientare est-vest din Valles Marineris. Mai departe spre est, canioanele devin mai puțin adânci, caracteristicile fluviale fiind mai frecvente. În cele din urmă, sistemul de canioane dispare în teren haotic.

Deși canioanele prezintă multe semne de a conține lacuri, se crede că canioanele în sine s-au format prin falii geologice la scară uriașă. Canioanele sunt niște grabens gigantice. Un graben este o bucată de scoarță care coboară între falii aproximativ paralele pe ambele părți atunci când scoarța se află sub tensiune. Oamenii de știință nu știu exact ce a declanșat procesul, dar cei mai mulți suspectează că falia a fost legată de creșterea activității vulcanice din Tharsis.

Lacurile, probabil alimentate de apele subterane, au format depozite stratificate pe fundul canionului în numeroase locuri – Ophir Chasma și Candor Chasma, pentru a numi doar două. Chiar și depresiunea închisă din Hebes Chasma este în mare parte umplută cu o mesa uriașă. Oamenii de știință cred că aceasta a fost construită din materiale care s-au prăbușit în alunecări de teren de pe pereți atunci când Hebes a fost umplută cu apă.

Alunecările de teren de-a lungul pereților canionului au fost principalul proces care a lărgit întregul sistem de canioane, împreună cu acțiunea fluvială a apelor subterane. Lacurile s-au drenat spre est, în josul versantului regional. Pe măsură ce au ieșit din canioane, apa care a scăpat a construit canale mari de inundație care, în cele din urmă, s-au revărsat în zonele joase din nord.

Pământul nu are nicio caracteristică geologică care să se potrivească cu Valles Marineris. Cele mai apropiate paralele ale sale sunt cu văile de rifturi terestre, cum ar fi cea din estul Africii. Aceasta se întinde spre sud de la Marea Roșie prin Etiopia, Kenya, Tanzania până în Mozambic. Dar riftul din Africa de Est are mulți vulcani activi, în timp ce Valles Marineris pare lipsit de ei, deși se află la marginea Tharsis. Întrebarea cu privire la modul în care Valles Marineris s-a născut, a luat formă și a crescut rămâne doar parțial rezolvată.

.