火星の地質学的歴史
形成から45億年前 惑星の形成
45億年前~ 先ノアキス代
41億年前~ ノアキス代
37億年前~ ヘスペリア代
30億年前~ アマゾニア代
最初に考案された区分では、ノアキス代が46億年前~35億年前、ヘスペリア代が35億年前~18億年前、最後にアマゾニア代が18億年前~現在だった。
その後、太陽系の理解の向上、形成モデルのより良い定義、惑星と小天体の間で何十億年にもわたって起こった関係に応じて、時代区分も変更された。HartmannとNeukumは、Tanakaの層序に基づいて、それぞれ独自の年齢を持つ火星の年代順モデルを導き出した。開始時の層序は、さまざまなモデルの改良に基づき、学者や他の研究者によって何年にもわたって修正され、結果もさまざまである。HartmannとNeukumから導出された年齢を使用して年代層序を定義した。
2010年にCarrとHeadは、HartmannとNeukumに言及し、ノアキス代を41億年前から37億年前に、ヘスペリア代を30億年前までに区切ることに変更した。
ヘスペリア代の終わりは不確実であり、32億年前から20億年前の範囲に及ぶ可能性がある(30億年前が頻繁に引用されている)。ヘスペリア代の終わりは、詳細な地質図に基づいて何度か再定義されている。現在、ヘスペリア代と前期アマゾニア代との層序境界は、Vastitas Borealis累層の基盤として定義されている。
この時期、火星は徐々に冷えていき、地表の水が氷になった。
それまでは、水によるV字型の浸食が盛んだったのに対し、氷食によるU字型の浸食が見られるようになった。
約39億年前に火星の磁場は消失したが、その後37億年前にも磁場が存在していたとされる。
ノアキス代、ノアキア代(英: Noachian)は41億年前から37億年前まで続いた。この時代に火星の最も古い現存する表面が形成された。ノアキス代の表面は、多くの大きなクレーターによって傷が付いている。この時代には、液体の水の存在を示す鉱物学的・地形学的証拠がある。
また、この時代は、地球と同じように温暖で、その表面は海に覆われていた。この時代の火星は、40億年前に形成されたと考えられる海「アラビア(Arabia)」に覆われていたとされる。約40億年前の火星には深さ1600m以上の海があり、火星の表面のかなりの部分を覆っていた。
40億年前の火星は、地球と同程度の約0.5気圧以上の厚い大気に覆われていたと考えられている。
その当時、地面は赤くなく黒かった。また、水が豊富に存在し、大河や海があり、生物が生息できるような環境だった。南半球には大きな湖や川があり、北半球の低地には海があったと考えられている。
この時代、小惑星や隕石などが頻繁に衝突した。それに伴い大きな衝突クレーターが形成された。大きな衝突クレーターの密度は非常に高く、100万kmあたり直径5kmを超えるクレーターが約400個以上ある。ノアキス代の大規模なクレーターのほとんどは磨耗した外観で、縁が非常に侵食され、内部が堆積物で満たされていたと考えられている。