Mauna Loa

Pravěké erupce

dosáhly své obrovské velikosti během relativně krátkého (z geologického hlediska) 600 000 až 1 000 000 let života, Mauna Loa by logicky musela během své vývojové historie extrémně rychle růst a rozsáhlé radiokarbonové datování na bázi dřevěného uhlí (pravděpodobně nejrozsáhlejší takové datování prehistorických erupcí na Zemi) shromáždilo záznam téměř dvou stovek spolehlivě datovaných dochovaných toků, které tuto hypotézu potvrzují.

Za nejstarší odkryté toky na Mauna Loa jsou považovány Ninole Hills na jejím jižním úbočí, subaerické čedičové horniny staré přibližně 100 až 200 tisíc let. Tvoří terasu, o kterou se od té doby opírají mladší proudy, silně erodované a směrově naříznuté proti jejímu svahu; předpokládá se, že je to výsledek období eroze v důsledku změny směru proudění lávy způsobené prehistorickým sesuvem sopky. Na ně navazují dvě jednotky lávových proudů oddělené meziprostorem popela známým jako vrstva popela Pāhala: starší čedič Kahuka, řídce odkrytý v dolní jihozápadní části riftu, a mladší a mnohem rozšířenější čedič Kaʻu, které se na sopce objevují ve větší míře. Samotný popel Pāhala vznikal po dlouhou dobu přibližně před 13 až 30 tisíci lety, ačkoli přesnému datování brání silné zesklovatění a interakce s proudy po vzniku a před ním. Jejich stáří zhruba odpovídá zalednění Mauna Loa během poslední doby ledové, což zvyšuje zřetelnou možnost, že jde o produkt freatomagmatické interakce mezi dávno zaniklými ledovci a erupční činností Mauna Loa.

Studie ukázaly, že dochází k cyklu, v němž je sopečná činnost na vrcholu dominantní po dobu několika set let, poté se aktivita na několik dalších století přesune do riftových zón a poté opět zpět na vrchol. Byly jasně identifikovány dva cykly, z nichž každý trvá 1 500-2 000 let. Toto cyklické chování je pro Mauna Loa mezi havajskými sopkami jedinečné. Přibližně před 7 000 až 6 000 lety byla Mauna Loa z velké části neaktivní. Příčina tohoto přerušení činnosti není známa a podobná přestávka nebyla zjištěna ani u jiných havajských sopek, s výjimkou těch, které se v současnosti nacházejí ve fázi po výbuchu štítu. V období před 11 000 až 8 000 lety byla aktivita intenzivnější než dnes. Celkové tempo růstu Mauna Loa se však v posledních 100 000 letech pravděpodobně začalo zpomalovat a sopka se ve skutečnosti může blížit ke konci své tholeiitové fáze budování čedičového štítu.

Současná historie

Dávní Havajci žili na ostrově Hawaiʻi asi 1500 let, ale nedochovaly se jim téměř žádné záznamy o sopečné činnosti na ostrově, kromě několika kusých zpráv z konce 18. a počátku 19. století. K možným erupcím došlo kolem let 1730 a 1750 a někdy v letech 1780 a 1803. Svědkem erupce v červnu 1832 byl misionář na Maui, ale vzdálenost 190 km (118 mil) mezi oběma ostrovy a nedostatek zjevných geologických důkazů toto svědectví zpochybňují. První zcela potvrzenou historicky doloženou erupcí tak byla událost z ledna 1843; od té doby Mauna Loa vybuchla 32krát.

Historické erupce na Mauna Loa mají typicky havajský charakter a jsou zřídkakdy prudké, začínají vznikem lávových fontán v několik kilometrů dlouhé trhlině hovorově nazývané „ohnivá opona“ (často, ale ne vždy, se šíří z vrcholu Mauna Loa) a nakonec se soustředí v jediném průduchu, jeho dlouhodobém erupčním centru. Aktivity soustředěné na jejím vrcholu jsou obvykle následovány bočními erupcemi vzdálenými až několik měsíců, a přestože je Mauna Loa historicky méně aktivní než její soused Kilauea, má tendenci produkovat větší objemy lávy v kratších časových úsecích. Většina erupcí se soustřeďuje buď na vrcholu, nebo v jedné ze dvou hlavních riftových zón; během posledních dvou set let došlo 38 % erupcí na vrcholu, 31 % v severovýchodní riftové zóně, 25 % v jihozápadní riftové zóně a zbylých 6 % ze severozápadních vývěrů. Povrch sopky tvoří ze 40 procent lávy mladší než tisíc let a z 98 procent lávy mladší než 10 000 let. Kromě vrcholové a riftové zóny byl severozápadní bok Mauna Loa také zdrojem tří historických erupcí.

Po události z roku 1843 následovaly erupce v letech 1849, 1851, 1852 a 1855, přičemž proudy z roku 1855 byly obzvláště rozsáhlé. V roce 1859 došlo k největšímu ze tří historických proudů, které se soustředily na severozápadním křídle Mauna Loa a vytvořily dlouhý lávový proud, který dosáhl oceánu na západním pobřeží ostrova Havaj, severně od zátoky Kīholo. K erupci v roce 1868 došlo současně s obrovským havajským zemětřesením v roce 1868, které si vyžádalo 77 obětí a zůstává největším zemětřesením, které kdy ostrov zasáhlo. Po další aktivitě v roce 1871 zažívala Mauna Loa od srpna 1872 do roku 1877 téměř nepřetržitou aktivitu, dlouhotrvající a objemnou erupci, která trvala přibližně 1 200 dní a nikdy nepřesáhla její vrchol. Krátká jednodenní erupce v roce 1877 byla neobvyklá tím, že se odehrála pod vodou, v zátoce Kealakekua a v okruhu jedné míle od pobřeží; zvědaví pozorovatelé, kteří se k oblasti blížili na člunech, hlásili neobvykle rozbouřenou vodu a občasné plovoucí bloky ztvrdlé lávy. K dalším erupcím došlo v roce 1879 a poté dvakrát v roce 1880, přičemž druhá z nich se protáhla až do roku 1881 a dostala se na území dnešního největšího města ostrova Hilo; v té době se však jednalo o pobřežní vesnici, která se nacházela dále po svahu sopky, a proto nebyla zasažena.

Mauna Loa pokračovala ve své činnosti a z erupcí, k nimž došlo v letech 1887, 1892, 1896, 1899, 1903 (dvakrát), 1907, 1914, 1916, 1919 a 1926, byly tři (v letech 1887, 1919 a 1926) částečně podmořské. Zejména erupce z roku 1926 je pozoruhodná tím, že zaplavila vesnici u Hoʻpūloa a zničila 12 domů, kostel a malý přístav. Po události z roku 1933 způsobila erupce Mauna Loa v roce 1935 veřejnou krizi, když její proudy začaly směřovat k městu Hilo. Bylo rozhodnuto o bombardování, které se mělo pokusit odklonit proudy a které naplánoval tehdejší podplukovník George S. Patton. Bombardování provedené 27. prosince prohlásil Thomas A. Jaggar, ředitel Havajské sopečné observatoře, za úspěšné a láva přestala proudit 2. ledna 1936. Úloha, kterou bombardování sehrálo při ukončení erupce, je však od té doby vulkanology silně zpochybňována. Poměrně méně zajímavá byla delší, ale na vrchol vázaná událost z roku 1940.

Erupce sopky Mauna Loa v roce 1942 nastala pouhé čtyři měsíce po útoku na Pearl Harbor a vstupu Spojených států do druhé světové války a vytvořila pro válečné Spojené státy jedinečný problém. K erupci došlo během nuceného nočního výpadku na ostrově a její zářivost přiměla vládu vydat příkaz pro místní tisk, aby zabránila šíření zpráv o jejím výskytu v obavě, že ji Japonci využijí k bombardování ostrova. Protože se však proudy z erupce rychle šířily po úbočí sopky a ohrožovaly koryto ʻOlaʻa, hlavní zdroj vody v Mountain View, rozhodlo se armádní letectvo Spojených států shodit na ostrov vlastní bomby v naději, že se jim podaří odklonit proudy od koryta; na ostrov bylo svrženo šestnáct bomb o hmotnosti 300 až 600 liber (136 až 272 kg), ale jejich účinek byl malý. Nakonec erupce ustala sama od sebe.

Po události z roku 1949 došlo k další velké erupci na Mauna Loa v roce 1950. Erupce vycházející z jihozápadní riftové zóny sopky zůstává největší riftovou událostí v novodobé historii sopky, trvala 23 dní, vyvrhla 376 milionů metrů krychlových lávy a během 3 hodin dosáhla 24 km nad oceán. Erupce z roku 1950 nebyla nejobjemnější erupcí na sopce (dlouhotrvající událost z let 1872-1877 vyprodukovala více než dvakrát tolik materiálu), ale byla snadno jednou z nejrychleji působících, neboť vyprodukovala stejné množství lávy jako erupce z roku 1859 za desetinu času. Proudy překonaly vesnici Hoʻokena-mauka v jižní Koně, překročily havajskou silnici č. 11 a během čtyř hodin od erupce dosáhly moře. Ačkoli nedošlo ke ztrátám na životech, vesnice byla trvale zničena. Po události z roku 1950 nastalo na Mauna Loa delší období klidu, které bylo přerušeno pouze malou jednodenní vrcholovou událostí v roce 1975. V roce 1984 však znovu ožila a projevila se nejprve na vrcholu Mauna Loa a poté vytvořila úzký, kanalizovaný proud ‚a’a, který postupoval po svahu do vzdálenosti 6 km od města Hilo, dostatečně blízko na to, aby v noci osvětlil město. Proud se však blíže nedostal, protože dvě přírodní hráze dále na jeho cestě se následně protrhly a odklonily aktivní proudy.

Mauna Loa od té doby nevybuchla a od roku 2020 je sopka klidná již více než 35 let, což je nejdelší období klidu v její historii. I když nepočítáme menší aktivitu v roce 1975, Mauna Loa byla neaktivní po dobu 34 let mezi lety 1950 a 1984. Její nedávná nečinnost s největší pravděpodobností není dlouhodobá, protože i sto let nízké aktivity je v několikasettisícové historii Mauna Loa velmi krátké období.

Hazards

Mauna Loa byla označena za sopku desetiletí, jednu ze šestnácti sopek, které Mezinárodní asociace pro vulkanologii a chemii zemského nitra (IAVCEI) označila za sopky hodné zvláštního zkoumání vzhledem k jejich historii velkých ničivých erupcí a blízkosti obydlených oblastí. Geologická služba Spojených států amerických (United States Geological Survey) vede mapování nebezpečných zón ostrova provedené ve stupnici od jedné do devíti, přičemž nejnebezpečnějším oblastem odpovídají nejmenší čísla. Na základě této klasifikace byly trvale aktivní vrcholová kaldera a riftové zóny Mauna Loa označeny stupněm jedna. Velká část území bezprostředně obklopujícího riftové zóny je považována za stupeň dva a přibližně 20 % území bylo v historických dobách pokryto lávou. Velká část zbývajícího území sopky je zařazena do třetího stupně nebezpečnosti a asi 15 až 20 % této plochy bylo pokryto lávovými proudy v posledních 750 letech. Dva úseky sopky, první v oblasti Naalehu a druhý na jihovýchodním úbočí riftové zóny Mauna Loa, jsou však před erupční činností chráněny místní topografií, a proto byly označeny jako stupeň nebezpečí 6, srovnatelný s podobně izolovaným úsekem na Kīlauea.

Ačkoli sopečné erupce na Havaji málokdy přinášejí oběti na životech (k jedinému přímému úmrtí v důsledku sopečné činnosti na ostrově došlo v roce 1924 na Kīlauea, kdy neobvykle explozivní erupce vrhla kameny na přihlížejícího člověka), škody na majetku způsobené zaplavením lávou jsou běžným a nákladným nebezpečím. Erupce havajského typu obvykle vytvářejí extrémně pomalu se pohybující proudy, které postupují rychlostí chůze a nepředstavují velké nebezpečí pro lidské životy, ale to neplatí striktně; erupce Mauna Loa v roce 1950 vyvrhla za tři týdny tolik lávy jako nedávná erupce Kīlauea za tři roky a dosáhla hladiny moře během čtyř hodin od svého začátku a cestou zaplavila vesnici Hoʻokena Mauka a hlavní dálnici. Dřívější erupce v roce 1926 převálcovala vesnici Hoʻpūloa Makai a Hilo, částečně postavené na lávě z erupce z let 1880-81, je ohroženo budoucími erupcemi. Erupce v roce 1984 téměř dosáhla města, ale zastavila se poté, co byl proud přesměrován proti proudu.

Potenciálně větším nebezpečím na Mauna Loa je náhlý, masivní kolaps boků sopky, podobný tomu, který zasáhl západní bok sopky před 100 000 až 200 000 lety a vytvořil dnešní zátoku Kealakekua. Na havajských sopkách jsou běžné hluboké zlomové linie, které umožňují postupné sesouvání velkých částí jejich boků směrem dolů a vytvářejí struktury, jako je Hilina Slump a starobylé kopce Ninole Hills; velká zemětřesení by mohla vyvolat rychlé zhroucení boků podél těchto linií, což by způsobilo masivní sesuvy půdy a možná i stejně velké tsunami. Podmořský průzkum odhalil četné sesuvy podél Havajského řetězce a důkazy o dvou takových obřích tsunami: Před 200 000 lety postihla Molokaʻi vlna tsunami o výšce 75 m a před 100 000 lety zasáhla Lānaʻi megatsunami o výšce 325 metrů. K novějšímu příkladu rizik spojených se sesuvy došlo v roce 1975, kdy se sesuv Hilina náhle posunul o několik metrů dopředu a vyvolal zemětřesení o síle 7,2 Mw a tsunami o výšce 14 m, která zabila dva táborníky v Halape.

Monitorování

Havajská vulkanická observatoř (Hawaiian Volcano Observatory, HVO), v současnosti pobočka Geologické služby Spojených států amerických, je hlavní organizací spojenou s monitorováním, pozorováním a studiem havajských sopek, která byla založena na Kīlauea v roce 1912. Thomas A. Jaggar, zakladatel observatoře, se pokusil o vrcholovou expedici na Mauna Loa s cílem pozorovat její erupci v roce 1914, ale znemožnila ho náročná túra (viz Výstupy). Poté, co požádal o pomoc Lorrina A. Thurstona, se mu v roce 1915 podařilo přesvědčit americkou armádu, aby vybudovala „jednoduchou cestu na vrchol“ pro veřejné a vědecké využití; projekt byl dokončen v prosinci téhož roku; od té doby je observatoř na sopce stále přítomna.

Erupcím na Mauna Loa téměř vždy předchází a jsou doprovázeny delšími epizodami seismické aktivity, jejíž monitorování bylo v minulosti hlavním a často jediným varovným mechanismem, který je funkční i dnes. Seismické stanice byly na Havajských ostrovech udržovány od počátku existence observatoře, ale soustředily se především na Kīlauea, přičemž pokrytí Mauna Loa se v průběhu 20. století zlepšovalo jen pomalu. Po vynálezu moderního monitorovacího zařízení byl v 70. letech 20. století na sopce instalován základ dnešního monitorovacího systému. Erupci Mauna Loa v červenci 1975 předznamenaly více než roční seismické nepokoje, přičemž HVO vydával varování pro veřejnost již od konce roku 1974; podobně erupci v roce 1984 předcházely až tři roky neobvykle vysoké seismické aktivity, přičemž v roce 1983 vulkanologové předpověděli erupci do dvou let.

Moderní monitorovací systém na Mauna Loa tvoří nejen lokální seismická síť, ale také velké množství stanic GPS, tiltmetrů a tenzometrů, které byly na sopce ukotveny za účelem sledování deformací terénu v důsledku bobtnání podzemní magmatické komory Mauna Loa, což představuje úplnější obraz událostí předcházejících erupční činnosti. Síť GPS je ze všech tří systémů nejodolnější a nejrozsáhlejší, zatímco tiltmetry poskytují nejcitlivější prediktivní údaje, ale jsou náchylné k chybným výsledkům nesouvisejícím se skutečnou deformací půdy; nicméně na měřicí linii napříč kalderou byl naměřen nárůst její šířky o 76 mm za rok předcházející erupci v roce 1975 a podobný nárůst při erupci v roce 1984. Naproti tomu tenzometry jsou poměrně vzácné. Observatoř také udržuje dva detektory plynů na Mokuʻāweoweo, vrcholové kaldeře Mauna Loa, a také veřejně přístupnou živou webovou kameru a příležitostné projekce pomocí interferometrického radarového snímkování se syntetickou aperturou.

.