מחקר הגיאולוגיה של נוגה היא משימה קשה מאוד, ניתן להקל עליה על ידי סריקת מכ"ם, היכולה להציץ דרך האטמוספירה של נוגה באמצעות גלי רדיו. מפות מפני השטח של נוגה בוצעו בדרך יוצאת דופן זו, ומאפשרות להבחין בתופעות מוכרות – הרי געש שלנו. חלק מהרי הגעש האלה גבוהים מהרים הגבוהים ביותר על פני כדור הארץ. הרי געש קטנים רבים נראים כמו כיפות הרי געש יבשתיות. ישנן גם תכונות ייחודיות: צדדים תלולים, פסגות שטוחות הנקראות "כיפות פנקייק", שכנראה נוצרות כאשר הר געש מתפרץ ופולט לבה צמיגה מאוד, זורמת החוצה לאט לכל הכיוונים.
באדיבות NASA
האם כל הרי געש אלה פעילים? כמה ראיות, כולל שינויים מהירים בכמויות גזי הגופרית באטמוספרה של נוגה, מעידים על כך שהרי הגעש כנראה היו פעילים בזמן הגיאולוגי הנוכחי. למעשה, הם ייתכן שנוצרו לאחרונה מלבה המכילה גופרית גזית אפילו בעשורים האחרונים. הדבר אינו מפתיע. עקרונות הפלנטולוגיה-השוואתית מצביעים על כך שפלנטות בעלות גודל ומסה דומים צריכים לחלוק תכונות דומות. בדומה לפלנטה התאומה – כדור הארץ, נוגה יכולה לשמור על גזים אלה באטמוספירה שלה, והמסה שלה עשויה לגרום פעילות טקטונית וגעשית.
מדידות כימיות של סלעי הנוגה, שבוצעו על ידי סדרה של נחתות סובייטיות, מראות שרוב סלעי הפלנטה עשויים מבזלת. הדבר מצביע על דמיון בהרכב הסלעים היוצרים את קרום קרקע-הים של כדור הארץ. בזלת נוצרת בעקבות פעילות וולקנית – לבה מותכת התפרצה אל פני השטח של נוגה והתמצקה תוך יצירת סלעים אלה, בדיוק כמו על כדור הארץ. כיפות פנקייק אולי נוצרו מלבה בעלת הרכב שונה במקצת מהמוכרת לנו, לבה בעלת צמיגות גבוהה יותר.
באדיבות NASA
מיפוי המכ"ם המפורט ביותר של נוגה, בעזרת החללית מגלן האמריקאית 1990-1992, חשף רק מספר צנוע של מכתשי פגיעה. מספר מכתשי הפגיעה רומז על פני השטח. יש בנוגה יותר מכתשים מאשר על פני כדור הארץ, אבל לנוגה אין שטחים עתיקים צפופי מכתשים, כמו הרמות של הירח או של מרקורי. במקום זאת, שמונים אחוזים מפני השטח של נוגה מכוסים בזרמי לבה בזלתית, שכולם בעלי אותו גיל. ממצאים אלה מראים כי פני השטח של נוגה צעירים מבחינה גיאולוגית. האומדנים נעים בין 500 ל -800 מיליון שנה, כלומר משטחים אלה עתיקים מאלו שעל פני כדור הארץ, אך עדיין צעירים יחסית לכוכבי לכת אחרים.
אירוע כלשהו הציף את רוב הנוגה בלבה שגילה 500-800 מיליון שנה, מחק מכתשים ישנים ועיצב מחדש את פני השטח. ללא טקטוניקת לוחות, החום עלול להצטבר במעטפת הנוגה, מבלי תמצא דרך מילוט אל פני השטח. כמה חוקרים מאמינים כי הצטברות זו של חום הובילה לשיטפון-על של מגמה וחום. אלה עלו אל מעטפת הנוגה, ויצרו סדרת התפרצויות מסיביות בו-זמנית במקומות רבים על פני השטח. תיאוריה חלופית כוללת פגיעה חמורה של גוף בין כוכבי, כמו אלה שגרמו כמה הכחדות המוניות בהיסטוריה של כדור הארץ.
נוגה וכדור הארץ הם בעלי גודל דומה, ובמקור נוצרו מאותו סוג חומר. סביר להניח כי נוגה וכדור הארץ יהיה בערך בעלי אותה כמות של רכיבים רדיואקטיביים בתוכם. לכן, היינו מצפים שלנוגה תהייה אותה רמה של פעילות גיאולוגית כמו בארץ, המונעת על ידי החום הפנימי שלה. ייתכן שהדבר נכון בטווח הארוך; עם זאת, נראה כי הפעילות הוולקנית של נוגה היא אפיזודית – מתרחשת בפרצים קצרים, המופרדים על ידי תקופות שקט ארוכות – בניגוד להתפרצויות יציבות יותר בהיסטוריה של כדור הארץ.
למרות שהתווים של פני השטח בנוגה הם צעירים מבחינה גיאולוגית, כוכב הלכת כולו, כמו כדור הארץ והירח, הוא בן כ- 4.6 מיליארד שנים. ייתכן שנוגה עבר פרקים רבים של התפרצויות געשיות שעיצבו את פני השטח מחדש. אף אחד לא יודע למה התחרשות דרמטית כזו ארעה בזמן מסוים, ואף אחד לא יודע מתי היא עלולה לחזור. המסתורין הזה הוא חלק ממה שהופך את המדע להרפתקה.