Dramatickým dôkazmi aspoň začiatkov tektonickej činnosti na povrchu Marsu sú trhliny, rozsadliny a kaňony, z ktorých najznámejšia je obrovská sústava kaňonov Valles Marineris, ťahajúca sa v dĺžke 4500 km cez celú štvrtinu obvodu planéty v šírke 150-700 km a dosahujúca hĺbku až 6 km. Aj na juhu planéty sa nachádzajú obrovité planiny Hellas s priemerom 2000 km a Argyre s priemerom 900 km, ktoré možno vznikli dopadmi kozmických telies. Niektoré útvary na Marse pripomínajú vyschnuté riečiská, čo naznačuje, že v určitom stupni vývoja planéty mohla po jej povrchu prúdiť voda. Sondy Mariner 6 a 7 naznačili, že južnú polárnu čiapočku tvorí zamrznutý oxid uhličitý, no po objavoch Marinera 9 bola táto informácia upravená a vedci usúdili, že vrstva oxidu uhličitého sa v lete vyparuje a pod ňou sa odhaľuje menšia čiapočka zamrznutej vody.
Odborníci zo strediska JPL spolupracovali s Marinerom 9 v priebehu takmer celého roku 1972 na systematickom mapovaní povrchu planéty, ktorá sa prejavovala ako značne premenlivá. Vedci preto neskrývali vzrastajúci optimizmus, že na povrchu je možný život, i keď v nejakej veľmi jednoduchej forme. Po vyslaní 1329 snímok, kroré zobrazili väčšiu časť povrchu Marsu s rozlíšením lepším než 2 km (pri menšom množstve dokonca až 100 m) sa vyčerpala zásoba dusíka v orientačnom a stabilizačnom systéme. Mariner 9 svoju úlohu splnil na výbornú. Výprava stála 120 miliónov dolárov. Umožnila však naplánovať presný postup k ďalšej kapitole výskumu, k vyslaniu dvojice sond a pristávajúcich modulov Viking v roku 1976. Táto chystaná výprava bola už taká zložitá, že jej príprava sa nedala stihnúť do ďalšieho "štartového okna", ktoré sa otváralo v roku 1973. Stala sa predelom pri odhaľovaní tajomstiev planét našej slnečnej sústavy a položila základy pre ďalšiu priekopnícku akciu, ktorou sa stalo preniknutie do vonkajšej oblasti slnečnej sústavy za pás asteroidov.

Mariner 10

Už po štarte sond Pioneer 10 a 11, no ešte vždy v čase, keď Pioneer 11 mieril k Saturnu, uskutočnila sa v réžii NASA misia, pri ktorej sa v plnom rozsahu uplatnila technika využitia gravitačného poľa inej planéty pre urýchlenie kozmickej sondy na ďalšiu cestu. Americkí vedci naliehali, aby sa uskutočnil prieskumný let k Merkúru, o ktorom sa veľmi málo vedelo. Merkúr je zo všetkých deviatich planét našej sústavy najbližšie k Slnku. Cesta k nemu by i pri použití celkom malej sondy vyžadovala silnú a drahú raketu Titan Centaur. Špecialisti z pasadenského strediska JPL však vypočítali, že keby sa podarilo zasiahnuť štyristokilometrové "okno" pri prelete okolo Venuše v roku 1974, stačila by na vypustenie sondy typu Mariner nosná raketa Atlas Centaur.