火星地理

20世纪早期地面以无线电波测量火星地形。1976年海盗号进行的地形测量，发现了峡谷和南北半球的巨大差异，而衍生出北方平原本是海洋的假说，如1989年帕克等人提出两条可能的海岸线。[20]自1999年火星全球勘测者进行更精确的地形测量，并发现一些支持Parker海岸线的证据。[21]

目前广泛使用的全球地形图（也就是前面的图）是火星全球勘测者的火星轨道器激光高度计（MOLA）从1999到2001年累积六百多万次的雷射测量并修正后所得。[22][23]方法是已知卫星位置，以雷射来回时间计算地表至地心的距离，再减去基准面－－火星大地水准面即得地形高度。

火星大地水准面（Areoid，对应Geoid，地球的大地水准面）是一个接近平均海拔的重力等位面，是人为计算并选择的，并非真实存在。重力等位面垂直重力场，相当于人感觉到的水平面与上下高低，故以重力作为测量地形高度的依据。又地球的大地水准面近似于传统的基准面－－海平面，故作为地形高度的基准面。且虽然大体上是一个椭球面，但因各处的质量分布不均导致有不规则起伏，如在塔尔西斯、乌托邦平原等处为突起。[24]目前采用的是戈达德火星重力模型（Goddard Mars Gravity Model）。[22]

除了大地水准面，还有以最接近的椭球面或水的三相点的气压：610帕为基准，测出来的地形高度亦互不相同，例如奥林帕斯山的高度值就有很多种，甚至达27公里。以下是几个例子（单位为公尺）：[25]

注：另有数据显示不同高度值：奥林帕斯山21229公尺；艾斯克雷尔斯山18225公尺；埃律西昂山14028公尺；帕弗尼斯山14058公尺；希腊平原最深处-8200公尺。[26]

另外可用视差法测量地形，即以稍微不同的角度观看同物体，来判别立体形状。这早已应用于航照图的地形判断，现在一些探测器如火星勘察卫星、火星快车号和火星探测漫游者，应用高分辨率照片创建区域的高分辨率地形模型，或制成立体照片，需带上红蓝立体眼镜观看。

Quadrangles of Mars. North is at the top.

美国地质调查局（USGS）依经纬度将火星地表分为30个四方格区（Quadrangle），纬度以0°、30°、65°分隔，经度则六或八等分，以传统地名命名。而代号前的MC表示火星图表。下表显示各区名称，中央为经度0°，纬度0°，上为北。[27]

• 零度经线

火星赤道是以它的自转确定，但火星的本初子午线是人为指定的，跟地球的一样，选择是随意的，大家约定俗成。1830-32年，德国天文学家威廉·比尔和约翰·海因里希·冯·马德勒选择一个小圆形特征作参考点以制作火星的第一张系统地图，1877年被意大利天文学家乔范尼·夏帕雷利采用作本初子午线。在1972年，水手9号测绘火星地貌后，沿着比尔和马德勒的线，兰德公司的默顿·戴维斯(Merton Davies)在他创建一个地理控点网络后提出火星精确的0.0°经线定义：是一个位于子午线湾或子午线高原的小陨石坑（稍后被称为艾里-0）。

• 两种坐标系统

火星坐标系统有两种，一种采用地理纬度（planetographic latitude）与西经（西经0度至360度），另一种采用地心纬度（planetocentric latitude）与东经（东经0度至360度），两者皆由国际天文学联合会认可使用。早期的观测是使用前者，2002年决定未来制图时使用后者（不过2001年MOLA制作的地图属于后者）。[28]

约翰·海因里希·冯·马德勒和威廉·比尔虽然因月球地图而闻名，他们也是首先的火星制图者。他们以大部分地表特征是固定的为出发点，订出火星自转周期，在1840年的计算只比现在差了0.1秒。1830年，梅德勒结合了十年的观察绘制了第一张火星地图。他们并没有为各特征命名，而是以字母标示，如子午线湾（Sinus Meridiani）为 a。

往后大约二十年，随着仪器进步和观测者增加，很多名称开始出现，如太阳湖（Solis Lacus）称为眼（Oculus），大瑟提斯则为沙漏海（Hourglass Sea）或蝎子（Scorpion）。1858年，安吉洛·西奇命之为大西洋水道（Atlantic Canale）。他解释：「它就好像地球的大西洋，分隔开旧大陆与新大陆。」而这是水道（canale）——意大利语可解释为水道（channel）或运河（canal）——第一次使用在火星上。

1867年，理乍得·安东尼·普罗克托（Richard Anthony Proctor）不加修饰地取自威廉·鲁特·道斯（William Rutter Dawes）于1865年所绘的地图，绘了一张火星地图。他以一些观测者的名字来命名各特征。以下列出，与乔范尼·夏帕雷利于1877至1886年所绘之地图中所使用的相比较。[29]夏帕雷利用的较为广泛接受，至今仍使用：

理乍得 安. 普罗克托的火星地图，下为北。

• 凯撒海(Kaiser Sea) = 大瑟提斯高原 (Syrtis Major)
• 洛克耶地(Lockyer Land)= 埃里亚和希腊平原 (Aeria and Hellas)
• 曼尼海(Main Sea)= 摩里斯湖 (Lacus Moeris)
• 赫歇尔二世海峡(Herschel II Strait)= 示巴湾 (Sinus Sabaeus)
• 道斯大陆(Dawes Continent)= 埃里亚和阿拉伯台地 (Aeria and Arabia)
• 德拉鲁洋(De La Rue Ocean)= 厄律特里亚海 (Mare Erythraeum)
• 洛克耶海(Lockyer Sea)= 太阳湖 (Solis Lacus)
• 道斯海(Dawes Sea)= 提托诺斯湖 (Tithonius Lacus)
• 马德勒大陆(Madler Continent)= 克律塞平原、俄斐峡谷、塔尔西斯(Chryse, Ophir, Tharsis)
• 马德勒海(Maraldi Sea) = 塞壬海或客墨里安海 (Maria Sirenum and Cimmerium)
• 塞奇大陆(Secchi Continent)= 门农区 (Memnonia)
• 胡克海(Hooke Sea)= 第勒安尼海(Mare Tyrrhenum)
• 卡西尼地(Cassini Land)= 奥索尼亚 (Ausonia)
• 赫歇尔一世大陆(Herschel I Continent)= 仄费里亚、埃俄利斯、埃塞俄比亚 (Zephyria, Aeolis, Aethiopis)
• 欣德地(Hind Land)= 利比亚 (Libya)

普罗克特的命名法常遭批评，因为他选的多是英国的天文学家，也因为一些名字不只使用一次。尤其道斯就出现不下六次：道斯洋(Dawes Ocean)，道斯陆(Dawes Continent)，道斯海(Dawes Sea)，道斯峡(Dawes Strait)，道斯屿(Dawes Isle)，道斯叉湾(Dawes Forked Bay)。即使如此，这个命名法也不是那么令人厌恶，且这些缺点也由后来的天文学家所改进。

现在，火星地名有多种来源。大的反照率特征保留传统名字，但常随着真正性质的发现而更新，如Nix Olympica（奥林匹克雪原）变成Olympus Mons（奥林帕斯山）。

大陨石坑以重要的科学家和科幻作家命名；小陨石坑则以地球上的村镇命名。

一些火星车所研究的地表特征会加上暂时名称或绰号，以利辨别标示。然而，一些特征如以哥伦比亚号航天飞机灾难上七名太空人的名字命名的哥伦比亚山丘群，希望能得到国际天文学联合会的永久使用。

火星地形或地表特征用语是采拉丁文，在此列出常用的供对照：（或参考原文（页面存档备份，存于））