在火星的腹地有一道粗糙的地质“疤痕”，其长度与纽约到洛杉矶的距离相当。火星地壳上这条巨大的断裂带叫做水手谷，它是在1972年由水手九号宇宙飞行器发现的。
由数条平行相接的沟槽组成的水手谷，无论从哪方面相比都使地球上的大峡谷相形见绌。它比大峡谷更宽，更长，更深，年代也更古老，是当之无愧的峡谷之王。
地质学家认为，水手谷大约在35亿年前沿地质断层开始形成。断层是由地质构造变化以及位于西部的塔希斯（Tharsis）巨型火山的不断增长所造成的。当融化的岩石（岩浆）从地壳涌入塔希斯山后，整个地区开始抬升，这时周边的地壳岩石不断被拉伸，直至断裂形成断层和裂纹。
当裂缝展开后，地面就会下沉，就像拱门移动时拱心石就会坠落一样。同时，断层也为地下水的流动打开了通道，它破坏了地表，并且扩大了断裂区域。在水手谷的无数地方，险峻而且较新暴露的崖壁变得很不牢固，由此造成的山崩使峡谷变得越来越宽。
水手谷究竟何时开始停止增长目前还不清楚——因为直到现在有些地方仍有小型的山崩出现。但是它的主要活动大致在20亿年前就告一段落。