Почему правильно писать "Думать о Марии", но "Думать о Марье"

Потому что это разные формы имени, и они склоняются по разным моделям.

Мария — это форма имени на -ия.
Такие слова в предложном падеже обычно имеют окончание -ии:

• о Марии

• о Софии

• о Лидии

• о Виктории

Здесь действует модель склонения слов на -ия:
Мария — Марии — Марию — Марией — о Марии.

Марья — это другая форма имени, на -ья.
Она склоняется иначе, и в предложном падеже получает окончание -е:

• о Марье

• к Марье

• с Марьей

То есть:
Марья — Марьи — Марью — Марьей — о Марье.

Иначе говоря, разница не в предлоге о, а в том, что:

• Мария → форма на -ия → о Марии

• Марья → форма на -ья → о Марье

Это примерно так же, как:

• Илия → об Илии

• Дарья → о Дарье

Важно и то, что Мария и Марья не просто “одно и то же слово с разным написанием”, а исторически и грамматически это разные варианты имени, закрепившиеся в языке с разным склонением.
Поэтому правильно именно так:

• думать о Марии — если имя Мария

• думать о Марье — если имя Марья