Marcos Zentilli van Kilsdonk nació en Santiago de Chile en 1940, de padre chileno y madre francesa. Después de su educación en el Instituto Nacional, entró a la naciente carrera de Geología de la Universidad de Chile en 1958. Trabajó como estudiante en el Instituto de Investigaciones Geológicas (IIG, organización de CORFO), a tiempo parcial y en prácticas de verano en geología regional en las zonas de Coquimbo y Aysén. Se tituló de Geólogo en diciembre de 1963 con una memoria en los yacimientos de manganeso sedimentario de Fragua, Corral Quemado. En 1964-65 estudió mineralogía con una beca DAAD del gobierno alemán en la Universidad de Múnich. En 1965 el IIG lo trasladó a Copiapó donde trabajó con ENAMI evaluando el potencial minero de la cordillera. Requiriendo dataciones de rocas ígneas viajó a Canadá y entre 1968 y 1971 coordinó un equipo de estudiantes y profesores (Dr. Alan H. Clark y Edward Farrar) de la Universidad de Queen’s en Kingston, Ontario, estudiando y datando rocas y depósitos minerales en la región de Copiapó con apoyo logístico del IIG. Esta labor le ganó un doctorado (Ph.D.) en Queen’s University, completado en 1974. En 1972 trabajó en exploración geofísica en Terranova, Canadá para DIGHEM (subsidiaria de TECK, Toronto). No deseando regresar a Chile sin terminar su doctorado, en enero 1973 tomó un trabajo por un año en Dalhousie University, Halifax, Nueva Escocia, en la costa atlántica, enseñando geología económica y estructural. La situación política en Chile lo hizo postergar su regreso y en 1974 aceptó un contrato permanente de profesor e investigador y su familia (esposa y 3 hijas) echó raíces en Halifax, Nueva Escocia, donde aún reside. Fue nombrado director del Departamento de Geología en 1984 a 1986 y jubiló como Profesor Emérito en 2005. Ha tenido el privilegio de dirigir más de 20 tesis de doctorado (Ph.D.), 20 de magister (M.Sc.) y más de 60 memorias de título (B.Sc. Honours). Más de una docena de sus exestudiantes han ejercido como profesores universitarios. Últimamente, hace clases como voluntario a personas de tercera edad, sobre la importancia de la geología en la vida diaria, para el Nova Scotia Seniors College, de Halifax.
Su investigación se orientó hacia yacimientos metalíferos y su relación con centros volcánicos, la tectónica y el desarrollo de cuencas sedimentarias, y su herramienta principal fue la geocronología isotópica. En 1975 creó el primer laboratorio de termocronología de baja temperatura por trazas de fisión en Canadá, el que aún funciona. Su interés ha sido elucidar la historia geológica de yacimientos minerales con respecto a eventos tectónicos e ígneos, el significado de períodos de erosión en el incompleto registro estratigráfico, y la importancia de fluidos de cuencas sedimentarias y la materia orgánica en la formación de yacimientos metálicos.
Sus trabajos, desarrollados en colaboración con estudiantes y colegas en muchas universidades, incluyendo chilenas, han sido publicados y citados adecuadamente. Entre los que considera sus más significativas contribuciones menciona las siguientes en orden aproximadamente cronológico:
1) Demostrar, en base a geocronología, que en los Andes de la región de Copiapó la migración en etapas del frente magmático-volcánico, desde la costa en el Jurásico hasta Argentina en el Mioceno, y que cada fase se relacionó con depósitos minerales específicos; la fase del Eoceno produjo en esa zona los importantes pórfidos cupríferos. Este trabajo resultó en el bautizo en 1985, por un equipo británico-chileno, de un Volcán Zentilli, cerca del Paso de San Francisco en el límite con Argentina (Volcanes de Chile; Instituto Geográfico Militar).
2) Evidenciar que el gigante distrito de pórfido cuprífero Chuquicamata se formó en al menos dos episodios, uno más profundo a los 34 Ma (Eoceno) y el segundo más somero a los 31 Ma (Oligoceno), ambos mineralizando el mismo volumen de roca, ambos durante un periodo de fuerte solevantamiento y erosión, en un régimen tectónico de fallamiento de rumbo dextral paralelo al margen continental.
3) Demostrar que algunos depósitos de cobre-plata de tipo manto, como El Soldado, se formaron por la mineralización de reservorios de petróleo preexistentes.
4) Evidenciar con termocronología de trazas de fisión que los estratos en la plataforma continental atlántica de Canada, un margen pasivo, sorprendentemente han estado más calientes en el pasado (Eoceno) que en el presente, lo que tiene gran importancia para su potencial de petróleo.
5) Demostrar con termocronología de trazas de fisión el importante efecto térmico de cuerpos diapíricos de sal en cuencas sedimentarias en el margen Atlántico y en el Ártico canadiense.
Ha recibido múltiples becas de estudio e investigación del gobierno canadiense y el reconocimiento de la Atlantic Geoscience Society (Gesner Medal 2015), Geoscientists Nova Scotia (Excelence in Geoscience Award 2019), de la Sociedad Geologica de Chile (Miembro Honorario 2021) y del Colegio de Geologos de Chile (Medalla Profesor Juan Brüggen, agosto de 2023). Dalhousie University estableció en 2018 un Premio Marcos Zentilli para estudiantes de posgrado. Por Decreto Supremo (2009) de la expresidenta de Chile Michelle Bachelet, fue nombrado Consul Honorario de Chile en Halifax, Canada. En 2022 recibió la Queen Elizabeth II Platinum Jubilee Medal del gobierno canadiense por sus significativas contribuciones a Canada, Nueva Escocia y la comunidad.