Mars () er den fjerde planeten fra solen i vårt solsystem og er oppkalt etter den romerske krigsguden Mars. Planeten blir ofte beskrevet som den «røde planeten» på grunn av sitt rustrøde utseende, forårsaket av jern(III)oksid på overflaten. Mars er en steinplanet med en tynn atmosfære. Overflateegenskapene minner om både nedslagskraterne på månen og vulkanene, dalene, ørkenene og de polare iskappene på jorden. Rotasjonsperioden og årstidssyklusene på Mars ligner også på jorden siden det er aksehelningen som fører til årstidene. Olympus Mons er det høyeste kjente fjellet i solsystemet, og Valles Marineris er det største dalsystemet. Det flate Borealisbassenget på den nordlige halvkulen dekker ca. 40 % av planeten og kan stamme fra et gigantisk nedslag.
Før Mariner 4 gjennomførte den første forbiflyvningen i 1965, ble det spekulert i om det fantes flytende vann på overflaten. Jevnlige variasjoner i lyse og mørke flekker, spesielt ved de polare breddegrader, kunne tolkes som hav og kontinenter. Lange, mørke striasjoner ble tolket som kanaler med flytende vann. Disse rette linjeformasjonene ble senere forklart som synsbedrag, men geologiske bevis samlet av ubemannede oppdrag antyder at Mars en gang hadde store områder dekket av vann på overflaten. I 2005 avslørte radardata store mengder is ved polene og mildere breddegrader. Mars-sonden Spirit samlet inn prøver av kjemiske forbindelser som inneholdt vannmolekyler i mars 2007. Landingsfartøyet Phoenix samlet inn prøver av is i grunt jordsmonn den 31. juli 2008. 28. september 2015 annonserte NASA at de hadde funnet bevis på rennende saltvann under overflaten på Mars.
Mars har to små måner, Phobos og Deimos, som er uregelmessig formet. Disse kan være innfangede asteroider tilsvarende den trojanske asteroiden 5261 Eureka. Rundt planeten kretser det tre funksjonelle og ubemannede romskip: Mars Odyssey, Mars Express og Mars Reconnaissance Orbiter. På overflaten er Mars Exploration Roveren Opportunity og dens utrangerte tvilling Spirit, roveren Curiosity, sammen med en rekke andre uvirksomme landingsfartøy og rovere, både vellykkede og mislykkede. Landingsfartøyet Phoenix fullførte sitt oppdrag på overflaten i 2008. Observasjoner av NASAs nå nedlagte Mars Global Surveyor beviser at deler av den sørlige polisen har trukket seg tilbake. Observasjoner av NASAs Mars Reconnaissance Orbiter har avdekket mulig strømmende vann under de varmeste månedene på Mars. I 2013 avdekket roveren Curiosity at jordsmonnet inneholder 1,5–3 % vann, eller 33 liter per m³.
Mars kan enkelt sees fra jorden med det blotte øye. Dens tilsynelatende størrelsesklasse når –3,0, noe som kun slås av Venus, Jupiter, månen og solen. Planetsymbolet fra gammelt av er det samme som symbolet for jern (♂), en stilisert utgave av guden Mars med skjold og spyd.
Fysiske egenskaper mini|Sammenligning av størrelsen mellom jorden og Mars. Mars er omtrent halvparten så stor som jorden i diameter, og med rundt 15 % av jordens volum og 11 % av massen har den en lavere tetthet enn jorden. Overflatearealet er litt mindre enn det totale arealet av jordens fastland. Selv om Mars er større og mer massiv enn Merkur, har Merkur en høyere tetthet. De to planetene har tilnærmet lik gravitasjonskraft ved overflaten – mindre enn 1 % sterkere på Mars.
Sammenlignet med jorden og månen er Mars omtrent på gjennomsnittet i størrelse, masse og overflategravitasjon – månen er rundt halvparten av diameteren til Mars mens jorden er det dobbelte; jorden er rundt ni ganger så massiv som Mars mens månen er rundt en niendedel så massiv. Det rød-orange utseende på marsoverflaten er forårsaket av jern(III)oksid, best kjent som hematitt eller rust.
Indre struktur Liksom jorden har Mars gjennomgått en planetarisk differensiering, hvor en tett, metallisk kjerne er blitt omgitt av mindre tette materialer. Modeller viser en delvis flytende kjerne av jernsulfider på omkring km i radius, bestående primært av jern og nikkel med omkring 16-17 % svovel. Konsentrasjonen av lettere grunnstoffer er dobbelt så høy som i jordens kjerne. Kjernen er omgitt av en mantel av silikater, som har dannet mange av de tektoniske og vulkanske formasjonene på planeten, men som nå ser ut til å være inaktiv. Ved siden av silisium og oksygen, består skorpen av jern, magnesium, aluminium, kalsium og kalium. Skorpens gjennomsnittlige tykkelse er rundt 50 km med en maksimum tykkelse på 125 km. Jordens skorpe er i gjennomsnitt 40 km tykk – bare en tredjedel så tykk som Mars' i forhold til planetenes størrelse. Sonden InSight, som er planlagt å lande i 2018, vil bruke et seismograf for bedre å avgrense de indre bestanddelene.
Geologi
Mars er en steinplanet som består av mineraler som inneholder silisium, oksygen, metaller og andre elementer som typisk danner fjell. Baneobservasjoner og undersøkelser av meteorittsamlinger viser en overflate sammensatt hovedsakelig av basalt. Noen bevis antyder at en del av overflaten er rikere på silisiumdioksid enn typisk basalt, og ligner andesittiske steiner på jorden. Observasjonene kan også forklares med silisiumdioksidgass. Regioner med lav albedo viser konsentrater av plagioklas. Store deler av overflaten er dekket med finkornet støv av jern(III)oksid.
Selv om det ikke er påvist et strukturert, globalt magnetfelt, viser observasjoner at deler av planetens skorpe er magnetisert og at vekslende polaritetreversering av de dipole feltene har skjedd i fortiden. Denne paleomagnetismen av magnetisk følsomme mineraler har egenskaper som er svært lik de vekselvise stripene på havbunnen på jorden. En teori, publisert i 1999 og undersøkt på nytt i oktober 2005 (med hjelp fra Mars Global Surveyor), er at disse stripene demonstrerer platetektonikk for fire milliarder år siden, før den planetariske dynamoen stoppet opp og forårsaket at planetens magnetfelt forsvant.
Under solsystemets dannelse og utvikling ble Mars dannet fra en protoplanetarisk skive som gikk bane rundt solen som et resultat av en stokastisk prosess av flyktet akkresjon. Mars har mange karakteristiske kjemiske egenskaper på grunn av sin posisjon i solsystemet. Grunnstoffer med forholdsvis lave kokepunkt, som klor, fosfor og svovel, finnes i større konsentrasjoner på Mars enn på jorden – disse grunnstoffene forsvant trolig fra områder nærmere solen på grunn av kraftige solvinder fra den unge solen.
Etter dannelsen av planetene ble de alle utsatt for «det sene tunge bombardementet». Rundt 60 % av overflaten har spor etter nedslag fra denne tiden. Store deler av den resterende overflaten består trolig av enorme nedslagsbasseng fra denne tiden. Et enormt nedslagsbasseng på den nordlige halvkulen er km langt og km bredt, eller ca. fire ganger større enn Sydpol-Aitkenbassenget som er det største bassenget oppdaget til nå. Denne teorien antyder at Mars ble truffet av et himmellegeme på størrelse med Pluto for fire milliarder år siden. Denne hendelsen, som antas å være årsaken til Mars' hemisfæriske dikotomi, skapte det flate Borealisbassenget som dekker ca. 40 % av planeten.
Planetens geologiske historie kan deles inn i flere perioder, men består primært av tre perioder: Den noachiske perioden (oppkalt etter Noachis Terra) 4,5 til 3,5 milliarder år siden. Den hesperiske perioden (oppkalt etter Hesperia Planum) Fra 3,5 til ca. 3 milliarder år siden. Den amazonske perioden (oppkalt etter Amazonis Planitia). Fra ca. 3 milliarder år siden til nåtid.l
Noe geologisk aktivitet finner fremdeles sted. I Athabasca Valles finnes det skiktlignende lavastrømmer opp til rundt 200 millioner år siden. Vannstrømmer i grabener kalt Cerberus Fossae oppstod for mindre enn 20 millioner år siden og indikerer like nylig vulkanaktivitet. 19. februar 2008 viste bilder fra Mars Reconnaissance Orbiter bevis for et skred fra en 700 m høy klippe.
Jordsmonn Landingsfartøyet Phoenix samlet data som viste at jordsmonnet var noe alkalisk, og inneholdt grunnstoffene magnesium, natrium, kalium og klorid. Disse næringsstoffene finnes i hager på jorden og er nødvendig for vekst av planter. Eksperimenter utført av Phoenix viste at jordsmonnet har en basisk pH på 8,3 og kan inneholde spor av salt perklorat.
left|thumb|Tharsis Tholus mørke strek sett fra HiRISE. Den ligger i midten til venstre i dette bildet. Tharsis Tholus ligger like til høyre. Streker er vanlig rundt om på Mars, og nye dukker opp regelmessig i bratte skråninger i kratre, renner og daler. Strekene er mørke i starten og blir lysere med alderen. Noen ganger starter strekene i et lite område som så sprer seg utover hundrevis av meter. De har også blitt sett å følge kantene av steinblokker og andre hindringer i deres vei. Den allment aksepterte teorien er at mørke underliggende jordlag kommer frem etter skred av lyst støv eller støvdjevler. Flere forklaringer har imidlertid blitt fremlagt og noen involverer vann eller til og med veksten av organismer.
Hydrologi thumb|upright|Mikroskopisk foto en grå konkresjon av hematitt, tatt av Opportunity, indikerer tidligere tilstedeværelse av flytende vann.
Flytende vann kan ikke eksistere på overflaten på grunn av det lave atmosfæriske trykket, med unntak av i de laveste høydene i kortere perioder. De to polkalottene ser ut til hovedsakelig å bestå av vann. Det samlede volumet med vann i den sørlige iskappen er tilstrekkelig til å dekke hele planetens overflate med 11 m vann om den smeltet. En mantel av permafrost strekker seg fra polen til rundt 60. breddegrad.
Store mengder med is er antatt å være fanget under den tykke kryosfæren. Radardata fra Mars Express og Mars Reconnaissance Orbiter viser store mengder med is både under polene (juli 2005) og ved midlere breddegrader (november 2008). Landingsfartøyet til Phoenix tok direkte prøver av is i grunt jordsmonn 31. juli 2008.
Landformer antyder sterkt at flytende vann til tider har eksistert på overflaten. Enorme lineære skår av skurt grunn (utstrømningskanaler) på rundt 25 steder, antas å dokumentere erosjonen under den katastrofale frigjøringen av vann fra undergrunnakviferer, men der finnes også hypoteser om at de skyldes isbreer eller lava. Den yngste av kanalene antas å ha blitt dannet så nylig som få millioner år siden. Andre steder, spesielt på de eldste områdene av marsoverflaten, spres et nettverk av dentrittiske daler seg over betydelige deler av landskapet. Dalenes spredning antyder at de ble gravd ut av avrenning fra regn eller snøfall tidlig i planetens historie. Vannstrømmer under overflaten og grunnvannstapping kan spille subsidiære roller i enkelte nettverk, men nedbør var trolig årsaken i nesten alle tilfeller.
Tusenvis av formasjoner langs kratre og dalvegger ligner på terrestriske raviner. De har en tendens til å befinne seg i høylandet på den sørlige halvkulen og til å gå mot ekvator; alle er vendt mot polene med 30° breddegrader. En rekke forfattere har foreslått at dannelsesprosessen avhenger av flytende vann, sannsynligvis fra smeltet is. Andre har argumentert for dannelsesmekanismer som involverer karbondioksidfrost eller bevegelse av tørt støv. Ingen delvis nedbrutte raviner har blitt formet av forvitring og ingen nedslagskratre er observert, og indikerer at dette er svært unge formasjoner, muligens også aktive i dag.
Deltaer og alluviale vifter som er bevart i kratre, argumenterer også for varmere, våtere forhold ved noen intervall eller intervaller i planetens tidligere historie. De krever en utbredt tilstedeværelse av kratersjøer, som det også er uavhengige mineralogiske, sedimentologiske og geomorfologiske bevis for. Noen forfattere har hevdet at de nordlige lave slettene til tider var dekket med sanne hav, hundrevis av meter dype, men dette er fortsatt kontroversielt.