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처음에 이 이름은 지구에서 관측한 화성의 지도를 만들 때 화성의 밝은 지역에 붙인 것이다. 1972년 미국의 행성 탐사선인 매리너 9호에 의해서 화성의 정밀한 지질도가 작성된 후에 이 용암평원(熔岩平原)은 타르시스 플래니티아(Tharsis Planitia)로 명명되었다.

이 평원은 한쪽 끝에서 다른 끝까지의 거리가 대략 4,800㎞이고 화성의 평균고도 위로 약 6㎞까지 솟아 있는데, 높이가 24㎞ 이상인 몇 개의 순상화산으로 덮여 있다. 이 화산들은 태양계에서 가장 큰 것들로 알려져 있다. 올림포스몬스는 이것들 가운데 가장 유명하다. 방사형에 가까운 모양을 하고 있는 계곡들과 열극의 형태가 있으며 용암류들도 찾아볼 수 있다. 분화구의 나이를 계산해본 결과 용암의 나이는 10억~30억 년으로 추산된다.

타르시스 반구는 융기와 용암류의 형성이라는 2가지 과정에 의해 생겨난 것으로 추정된다. 역학적 분석결과 타르시스의 형성 때문에 화성의 자전축이 기울었고, 이때문에 화성 전체에 걸쳐 계절의 변화가 생겼을 것이라고 생각된다. 이것은 화성 표면의 오래된 지형에서 흔히 발견되는 구불구불한 수로가 타르시스 지역을 거의 변화시키지 않았다는 사실이 잘 뒷받침해준다. 이 수로들은 타르시스가 생성되기 이전의 기후조건에서 흐르는 물에 의해 팬 것으로 추정된다.

타르시스가 생성된 이후에는 화성축이 기울어져 대부분의 물은 영구적으로 얼어붙었을 것이다.