علم المناطق

على الأرض، يعتمد مستوى الارتفاع الصفري على مستوى سطح البحر ( الجيود ). ولأن المريخ لا يحتوي على محيطات، وبالتالي لا يوجد به "مستوى سطح بحر"، فمن الملائم تحديد مستوى ارتفاع صفري اعتباطي أو " مرجع رأسي " لرسم خرائط السطح، ويُسمى هذا المستوى " الأريويد" . ^{[ 11 ]}

تم تحديد مستوى مرجع المريخ مبدئيًا بناءً على ضغط جوي ثابت. ومنذ مهمة مارينر 9 وحتى عام 2001، تم اختيار هذا المستوى عند 610.5 باسكال (6.105 مليبار)، على أساس أن الماء السائل لا يمكن أن يكون مستقرًا تحت هذا الضغط (أي أن النقطة الثلاثية للماء تقع عند هذا الضغط). وتمثل هذه القيمة 0.6% فقط من الضغط عند مستوى سطح البحر على الأرض. تجدر الإشارة إلى أن اختيار هذه القيمة لا يعني بالضرورة وجود ماء سائل تحت هذا الارتفاع، بل يعني فقط إمكانية وجوده إذا تجاوزت درجة الحرارة 273.16 كلفن (0.01 درجة مئوية، 32.018 درجة فهرنهايت). ^{[ 12 ]}

في عام 2001، أدت بيانات مقياس الارتفاع الليزري لمركبة المريخ المدارية إلى وضع اصطلاح جديد لنقطة الصفر، وهي السطح المتساوي الجهد (الجاذبي بالإضافة إلى الدوراني) الذي يساوي متوسط ​​قيمته عند خط الاستواء متوسط ​​نصف قطر الكوكب. ^{[ 13 ]}

أصل خطوط العرض هو خط الاستواء المتوسط ​​للمريخ، المحدد عموديًا على محور دورانه المتوسط، مما يزيل التذبذبات الدورية. ^{[ 14 ]}

يُحدد خط استواء المريخ بدورانه، لكن موقع خط زواله الرئيسي ، كما هو الحال مع الأرض، حُدد باختيار نقطة اعتباطية قبلها مراقبون لاحقون. اختار الفلكيان الألمانيان فيلهلم بير ويوهان هاينريش مادلر معلمًا دائريًا صغيرًا في خليج الزوال (المعروف أيضًا باسم "الخليج الأوسط") كنقطة مرجعية عندما وضعا أول خريطة منهجية لمعالم المريخ في الفترة ما بين 1830 و1832. وفي عام 1877، اعتمد الفلكي الإيطالي جيوفاني سكياباريلي اختيارهما كخط زوال رئيسي عندما بدأ العمل على خرائطه الشهيرة للمريخ. وفي عام 1909، قرر واضعو جداول الإفميريات أن الحفاظ على استمرارية هذه الجداول كدليل للملاحظات أهم، فتمّ التخلي عن هذا التعريف فعليًا. ^{[ 15 ] [ 16 ]}

بعد أن وفّرت مركبة مارينر الفضائية صورًا واسعة النطاق للمريخ،  اقترح فريق مارينر 9 للجيوديسيا/رسم الخرائط في عام 1972 أن يمر خط الزوال الرئيسي عبر مركز  فوهة بركانية صغيرة قطرها 500 متر، تُسمى آيري-0 ، تقع في سينوس ميريدياني على طول خط زوال بير ومادلر، وبذلك يُحدد  خط طول 0.0° بدقة 0.001°. ^{[ 15 ]} استخدم هذا النموذج شبكة نقاط التحكم الكوكبية التي طورها ميرتون ديفيز من مؤسسة راند . ^{[ 17 ]}

مع ازدياد دقة تحديد مواقع الأجسام على سطح المريخ بفضل تقنيات القياس الإشعاعي،  اعتُبر مركز فوهة دائرية قطرها 500 متر غير دقيق بما يكفي لإجراء قياسات دقيقة. لذا، أوصى فريق العمل التابع للاتحاد الفلكي الدولي والمعني بالإحداثيات الخرائطية وعناصر الدوران بتحديد خط طول مركبة الهبوط فايكينغ  1 - التي توفرت لها بيانات تتبع إشعاعي واسعة النطاق - عند خط الطول القياسي 47.95137 درجة  غربًا. يحافظ هذا التحديد على موقع مركز فوهة آيري-0 عند  خط طول 0 درجة، ضمن هامش الخطأ المسموح به في القياسات الخرائطية الحالية. ^{[ 18 ]}

سيلاحظ مراقبو تضاريس المريخ تباينًا واضحًا بين نصفي الكرة الشمالي والجنوبي. فمعظم النصف الشمالي مسطح، مع وجود عدد قليل من الفوهات الناتجة عن الاصطدامات، ويقع دون مستوى "الارتفاع الصفري" المتعارف عليه. في المقابل، يتكون النصف الجنوبي من جبال ومرتفعات، تقع في معظمها فوق مستوى "الارتفاع الصفري". ويختلف ارتفاع نصفي الكرة بما يتراوح بين كيلومتر واحد وثلاثة  كيلومترات. ويُعدّ الحد الفاصل بين المنطقتين ذا أهمية بالغة للجيولوجيين.

من السمات المميزة لهذه المنطقة تضاريسها المتعرجة . ^{[ 20 ]} فهي تضم هضابًا وتلالًا ووديانًا مسطحة القاع بجدران يبلغ ارتفاعها حوالي ميل. وتحيط بالعديد من الهضاب والتلال أغطية رسوبية فصية الشكل ، ثبت أنها أنهار جليدية مغطاة بالصخور. ^{[ 21 ]}

ومن السمات الأخرى المثيرة للاهتمام وديان الأنهار الكبيرة وقنوات التصريف التي تخترق هذا التباين. ^{[ 22 ] [ 23 ] [ 24 ]}

• 
  فوهة نيزكية حديثة على سطح المريخ 3°42′ شمالاً 53°24′ شرقاً / 3.7° شمالاً 53.4° شرقاً / 3.7؛ 53.4 ، نوفمبر 2013
• 
  تضاريس متصدعة لبحيرة إسمينيوس لاكوس تُظهر وديانًا ذات قاع مسطح ومنحدرات. صورة التقطت بواسطة كاميرا مدار المريخ (MOC) على متن مركبة مارس غلوبال سيرفيور .
• 
  صورة مكبرة للصورة الموجودة على اليسار تُظهر الجرف. تم التقاط الصورة بكاميرا عالية الدقة تابعة لمسبار مارس غلوبال سيرفيور (MGS).
• 
  منظر لغطاء من الحطام الفصي على طول منحدر. الصورة موجودة في منطقة أركاديا .
• 
  المكان الذي تبدأ فيه طبقة من الحطام الفصي. لاحظ الخطوط التي تشير إلى الحركة. الصورة موجودة في مربع إسمينيوس لاكوس .

تشكل السهول الشمالية حوالي ثلث سطح المريخ، وهي مسطحة نسبيًا مع وجود فوهات نيزكية متفرقة. أما الثلثان الآخران من سطح المريخ فهما المرتفعات الجنوبية. ويُلاحظ فرقٌ كبيرٌ في الارتفاع بين نصفي الكرة الأرضية. وبسبب كثافة الفوهات النيزكية، يعتقد العلماء أن نصف الكرة الجنوبي أقدم بكثير من السهول الشمالية. ^{[ 25 ]} ويعود تاريخ معظم المرتفعات الجنوبية ذات الفوهات الكثيرة إلى فترة القصف النيزكي المكثف، المعروفة باسم العصر النواخي .

طُرحت فرضيات متعددة لتفسير هذه الاختلافات. أكثر ثلاث فرضيات قبولاً هي: اصطدام هائل واحد، واصطدامات متعددة، وعمليات داخلية المنشأ مثل تيارات الحمل الحراري في الوشاح. ^{[ 22 ]} وتتعلق كلتا الفرضيتين المرتبطتين بالاصطدام بعمليات ربما حدثت قبل نهاية القصف البدائي، مما يشير إلى أن الانقسام القشري يعود إلى بدايات تاريخ المريخ.

قوبلت فرضية الاصطدام العملاق، التي طُرحت في أوائل ثمانينيات القرن الماضي، بالتشكيك نظرًا لشكل منطقة الاصطدام غير القطري (البيضاوي)، حيث يُعدّ النمط الدائري دليلًا أقوى على اصطدام جسم أو أجسام أكبر. إلا أن دراسة أُجريت عام 2008 ^{[ 26 ]} قدمت بحثًا إضافيًا يدعم فرضية الاصطدام العملاق الواحد. وباستخدام البيانات الجيولوجية، وجد الباحثون أدلة تدعم اصطدام جسم كبير بالمريخ بزاوية 45 درجة تقريبًا. كما أن تحليل التركيب الكيميائي لصخور المريخ للكشف عن صعود مواد الوشاح بعد الاصطدام من شأنه أن يدعم نظرية الاصطدام العملاق بشكل أكبر.

على الرغم من شهرتهما الأكبر برسم خرائط القمر بدءًا من عام 1830، إلا أن يوهان هاينريش مادلر وويلهلم بير كانا أول من وضعوا خرائط سطح المريخ. بدأوا بتحديد أن معظم معالم سطح المريخ ثابتة، وحددوا بدقة فترة دورانه. في عام 1840، جمع مادلر عشر سنوات من الملاحظات ورسم أول خريطة للمريخ على الإطلاق. وبدلًا من تسمية المعالم المختلفة التي رسموها، اكتفى بير ومادلر بتسميتها بأحرف؛ فكان خليج ميريديان (Sinus Meridiani) هو المعلم "أ".

على مدى العشرين عامًا التالية تقريبًا، ومع تحسن الأجهزة وزيادة عدد المراقبين، اكتسبت معالم المريخ المختلفة أسماءً متنوعة. فعلى سبيل المثال، عُرفت بحيرة سوليس لاكوس باسم "أوكولوس" (العين)، بينما عُرفت سيرتيس ماجور باسم "بحر الساعة الرملية" أو "العقرب". وفي عام 1858، أطلق عليها عالم الفلك اليسوعي أنجيلو سيكي اسم "قناة الأطلسي" . وعلق سيكي قائلاً إنها "تبدو وكأنها تؤدي دور المحيط الأطلسي الذي يفصل على الأرض بين القارة القديمة والجديدة"؛ وكانت هذه هي المرة الأولى التي يُطلق فيها اسم "كانالي " على المريخ، وهو مصطلح إيطالي يعني "قناة" أو "مجرى مائي".

في عام 1867، رسم ريتشارد أنتوني بروكتور خريطة للمريخ. استندت هذه الخريطة، بشكل تقريبي، إلى رسومات القس ويليام روتر داوز السابقة لعام 1865، والتي كانت آنذاك أفضل الرسومات المتاحة. شرح بروكتور نظام التسمية الخاص به قائلاً: "لقد أطلقت على المعالم المختلفة أسماء أولئك المراقبين الذين درسوا الخصائص الفيزيائية المميزة للمريخ". فيما يلي بعض أسمائه، إلى جانب تلك التي استخدمها شياباريلي لاحقًا في خريطته للمريخ التي أنشأها بين عامي 1877 و1886. ^{[ 27 ]} وقد تم اعتماد أسماء شياباريلي بشكل عام، وهي الأسماء المستخدمة حاليًا حتى اليوم.

كثيراً ما وُجهت انتقادات لتسمية بروكتر، ويعود ذلك أساساً إلى كثرة الأسماء التي اختارها تكريماً لعلماء فلك إنجليز، فضلاً عن استخدامه لبعض الأسماء أكثر من مرة. فعلى سبيل المثال، ظهر اسم داوز ست مرات على الأقل (محيط داوز، قارة داوز، بحر داوز، مضيق داوز، جزيرة داوز، وخليج داوز المتشعب). ومع ذلك، لا تخلو أسماء بروكتر من جاذبية، وعلى الرغم من عيوبها، فقد شكلت أساساً بنى عليه علماء الفلك اللاحقون تحسيناتهم.

أسماء غير رسمية بالقرب من موقع هبوط مركبة كيوريوسيتي ، على عكس اسم فوهة هيرشل الرسمي.

اليوم، تُستمد أسماء معالم المريخ من مصادر متعددة، لكن أسماء المعالم الكبيرة تُستمد أساسًا من خرائط المريخ التي وضعها الفلكي الإيطالي جيوفاني سكياباريلي عام ١٨٨٦. وقد أطلق سكياباريلي أسماءً على المعالم الكبيرة للمريخ مستعينًا في المقام الأول بأسماء من الأساطير اليونانية ، وبدرجة أقل من الكتاب المقدس . لا تزال معالم المريخ الكبيرة ذات البياض المنخفض تحتفظ بالعديد من الأسماء القديمة، ولكنها تُحدّث باستمرار لتعكس المعرفة الجديدة بطبيعة هذه المعالم. فعلى سبيل المثال، أصبح اسم "نيكس أوليمبيكا" (ثلوج أوليمبوس) يُعرف باسم " أوليمبوس مونس" (جبل أوليمبوس).

تُسمى الفوهات الكبيرة على سطح المريخ بأسماء علماء وكتاب خيال علمي بارزين؛ أما الفوهات الأصغر فتُسمى بأسماء مدن وقرى على الأرض.

تُمنح العديد من التضاريس التي تدرسها مركبات استكشاف المريخ أسماءً مؤقتة أو ألقاباً لتسهيل التعرف عليها أثناء الاستكشاف والبحث. ومع ذلك، يُؤمل أن يُقرّ الاتحاد الفلكي الدولي أسماءً دائمة لبعض المعالم الرئيسية، مثل تلال كولومبيا ، التي سُميت تخليداً لذكرى رواد الفضاء السبعة الذين لقوا حتفهم في كارثة مكوك الفضاء كولومبيا .