Ces caractéristiques frappantes sur Mars ont été causées par l'étirement de la croûte de la planète en réponse à une ancienne activité volcanique.

Les fractures de la région de Sirenum Fossae dans l'hémisphère sud ont été photographiées par Mars Express de l'ESA en mars. Ils s'étendent sur des milliers de kilomètres de long, bien au-delà des limites de cette image.

Les fractures divisent la croûte en blocs :le mouvement le long d'une paire de failles provoque la chute de la section centrale dans un «graben» de plusieurs kilomètres de large et de quelques centaines de mètres de profondeur. Des blocs de croûte élevés subsistent entre le graben lorsqu'il existe une série parallèle de failles, comme on le voit dans cette scène.

Les Sirenum Fossae font partie d'un modèle de fracture radiale plus large autour du volcan Arsia Mons dans la région de Tharsis, qui est situé à environ 1800 km au nord-est.

Tharsis est la plus grande province volcanique sur Mars, son système de fractures de grande envergure témoigne de la puissante influence de cette impressionnante province volcanique sur la planète.

En effet, on pense que le système de fractures Sirenum Fossae vu ici est associé à des contraintes tectoniques résultant de l'activité volcanique ancienne dans la région de Tharsis. Par exemple, le graben pourrait être causé soit par l'étirement de la croûte de la planète alors qu'une chambre magmatique renfle la croûte au-dessus d'elle, ou bien lorsque la croûte s'effondre le long des lignes de faiblesse à mesure que la chambre magmatique se vide.

Il est également possible que chaque graben ait été associé à un ancien dyke volcanique :un couloir escarpé dans la roche le long duquel le magma de l'intérieur de Mars s'est autrefois propagé vers le haut, provoquant des fissures le long de la surface.

Dans ce cas, le graben pourrait représenter un « essaim de digues » géant s'étendant du centre volcanique. Des essaims de digues sont également observés sur Terre, comme en Islande où ils sont observés avec des fractures de surface et des ensembles de graben dans l'essaim de fissures de Krafla.

Comme pour toute caractéristique géologique qui coupe la surface de la planète, les systèmes de graben constituent une bonne fenêtre sur le sous-sol. Ils fournissent également des surfaces escarpées pour les processus actifs se produisant à une époque plus récente.

Par exemple, Mars Reconnaissance Orbiter de la NASA a identifié des ravins sur certaines des pentes abruptes de Sirenum Fossae, le long des creux et sur les bords des cratères d'impact. Le matériau qui creuse les petits canaux fait l'objet de recherches actives :on les croyait d'abord liés à l'écoulement de l'eau, mais des propositions récentes suggèrent que le dioxyde de carbone gelé saisonnier - glace carbonique - s'écoulant vers le bas peut être responsable.