Карта марсианских морей в Гесперийскую эру, когда Марс был пригодным для жизни

Гесперийский период характеризуется значительной вулканической активностью и катастрофическими наводнениями, в результате которых на поверхности образовались каналы оттока. Гесперийский период является промежуточным и переходным в истории Марса. В это время климат изменился от влажного и тёплого, свойственного нойскому периоду, к холодному и сухому. Гесперийский период не имеет точной датировки, его начало следует сразу по окончании Тяжёлой бомбардировки и, возможно совпадает с началом позднеимбрийского периода Луны - около 3,7 миллиардов лет назад. Конец периода определён менее точно и датируется между 3,5 и 2 миллиардами лет назад

С прекращением Тяжёлой бомбардировки в конце нойского периода вулканизм стал основной причиной геологических процессов на Марсе, в результате которых образовались обширные трапповые провинции и гигантские вулканические патеры. К гесперийскому периоду относится начало формирования всех крупных щитовых вулканов Марса, включая Олимп. С вулканическими газами в атмосферу Марса попало большое количество диоксида серы и сероводорода. В результате процессов выветривания филлосиликаты стали замещаться сульфатами

К началу позднего периода гесперийского периода плотность атмосферы Марса снизилась до современных значений. По мере остывания планеты подземные воды, содержавшиеся в толще планетарной коры, сформировали толстый слой мерзлоты, перекрывающий глубинные зоны с водой в жидкой фазе. В результате вулканической и тектонической деятельности слой мерзлоты проламывался и на поверхность освобожались значительные объёмы жидкой воды, которые стекая образовывали русла и промоины

В гесперийском периоде Марс имел постоянную гидросферу. Северную равнину планеты тогда занимал солёный океан объёмом до 15—17 млн куб.км и глубиной 0,7—1 км (для сравнения, Северный Ледовитый океан Земли имеет объём 18,07 млн куб.км). В отдельные промежутки времени этот океан распадался на два - один океан, округлый, заполнял бассейн ударного происхождения в районе Утопии, другой, неправильной формы - район Северного полюса Марса. В умеренных и низких широтах было много озёр и рек, на Южном плато - ледники.

Не исключено, что в гесперийском периоде на Марсе существовала и биосфера. В трех метеоритах марсианского происхождения ALH 84001. В метеоритах Нахла и Шерготти были обнаружены образования, схожие с окаменелыми останками микроорганизмов возрастом от 4 миллиардов до 165 миллионов лет. Климат стал катастрофически быстро меняться - происходили мощнейшие, но постепенно затухающие глобальные тектонические и вулканические процессы, в ходе которых возникли крупнейшие в Солнечной системе марсианские вулканы, в частности Олимп, несколько раз сильно изменялись характеристики самой гидросферы и атмосферы, появлялся и исчезал Северный океан. Катастрофические наводнения, связанные с таянием криосферы, привели к образованию грандиозных каньонов: в долину Ареса с южных нагорий Марса стекал поток полноводнее Амазонки

Причиной всему этому была малая масса планеты, т.е энергия для тектонической активности к тому времени иссякла, последним ее проявлением была в долине Маринера. Однако вулканическая активность какое-то время еще продолжалась за счет радиоактивного разогрева недр, поэтому марсианские вулканы огромные. Движение плит отсутствовало и извержения многократно повторялись на одном и том же месте. Магнитное поле исчезло и атмосфера, плохо удерживаемая слабой гравитацией и не пополняемая извержениями, начала рассеиваться. А по мере рассеивания атмосферы слабел и парниковый эффект. На Марсе прекратились активные процессы в литосфере, гидросфере и атмосфере и принял современный облик