Mauna Loa

Forhistoriske udbrud

At have nået sin enorme størrelse inden for sit relativt korte (geologisk set) 600.000 til 1.000.000 års levetid, Mauna Loa skulle logisk set være vokset ekstremt hurtigt gennem sin udviklingshistorie, og omfattende kulstofbaseret radiokarbondatering (måske den mest omfattende af disse forhistoriske eruptive dateringer på Jorden) har samlet en registrering af næsten to hundrede pålideligt daterede eksisterende strømme, der bekræfter denne hypotese.

De ældste eksponerede strømme på Mauna Loa menes at være Ninole Hills på sydflanken, subaerial basaltsten, der dateres ca. 100 til 200.000 år tilbage. De danner en terrasse, som yngre strømme siden har banket sig op imod, stærkt eroderet og skåret mod dens skråning i retning; dette menes at være resultatet af en periode med erosion på grund af en ændring i lavastrømmenes retning forårsaget af vulkanens forhistoriske nedstyrtning. Disse efterfølges af to enheder af lavastrømme, der er adskilt af et mellemliggende askelag kendt som Pāhala-askelaget: den ældre Kahuka-basalt, der kun er sparsomt eksponeret på den nederste sydvestlige rift, og den yngre og langt mere udbredte Kaʻu-basalt, der forekommer mere udbredt på vulkanen. Selve Pāhala-asken blev produceret over en lang periode for ca. 13-30.000 år siden, selv om kraftig forglasning og interaktioner med strømme efter og før skabelsen har forhindret en nøjagtig datering. Deres alder svarer nogenlunde til istiden på Mauna Loa under den sidste istid, hvilket giver den klare mulighed, at den er et produkt af phreatomagmatisk interaktion mellem de for længst forsvundne gletsjere og Mauna Loas eruptive aktiviteter.

Undersøgelser har vist, at der opstår en cyklus, hvor den vulkanske aktivitet på toppen er dominerende i flere hundrede år, hvorefter aktiviteten skifter til riftzonerne i yderligere flere århundreder, og derefter tilbage til toppen igen. Der er klart blevet identificeret to cyklusser, der hver varer 1.500-2.000 år. Denne cykliske adfærd er enestående for Mauna Loa blandt de hawaiianske vulkaner. Mellem ca. 7.000 og 6.000 år siden var Mauna Loa stort set inaktiv. Årsagen til dette aktivitetsstop er ukendt, og der er ikke fundet nogen lignende pause på andre vulkaner på Hawaii bortset fra de vulkaner, der i øjeblikket befinder sig i postskjoldfasen. Mellem 11.000 og 8.000 år siden var aktiviteten mere intens, end den er i dag. Mauna Loas samlede væksthastighed er dog sandsynligvis begyndt at aftage i løbet af de sidste 100.000 år, og vulkanen kan faktisk være ved at nærme sig afslutningen af sin tholeiitiske basalt-skjoldbygningsfase.

Nyere historie

De gamle hawaiianere har været til stede på Hawaiʻi-øen i omkring 1.500 år, men de bevarede næsten ingen optegnelser om vulkansk aktivitet på øen, ud over nogle få fragmentariske beretninger fra slutningen af det 18. og begyndelsen af det 19. århundrede. Mulige udbrud fandt sted omkring 1730 og 1750 og på et tidspunkt i løbet af 1780 og 1803. En missionær på Maui var vidne til et udbrud i juni 1832, men de 190 km mellem de to øer og manglen på tydelige geologiske beviser har sat dette vidnesbyrd i tvivl. Det første helt bekræftede historisk set bekræftede udbrud var således et udbrud i januar 1843; siden da har Mauna Loa haft 32 udbrud.

Historiske udbrud på Mauna Loa har typisk hawaiiansk karakter og er sjældent voldsomme, idet de starter med fremkomsten af lavafontæner over en flere kilometer lang flænge, der i daglig tale kaldes “ildtæppet” (der ofte, men ikke altid, breder sig fra Mauna Loas top) og til sidst koncentreres ved en enkelt udluftningsåbning, dens langvarige eruptive centrum. Aktivitet centreret omkring toppen efterfølges normalt af flankeudbrud, der ligger op til et par måneder væk, og selv om Mauna Loa historisk set er mindre aktiv end naboen Kilauea, har den tendens til at producere større mængder lava over kortere tidsperioder. De fleste udbrud er centreret ved enten toppen eller ved en af dens to store riftzoner; inden for de sidste to hundrede år er 38 % af udbruddene sket ved toppen, 31 % ved den nordøstlige riftzone, 25 % ved den sydvestlige riftzone og de resterende 6 % fra nordvestlige udbrud. 40 procent af vulkanens overflade består af lavaer, der er mindre end 1.000 år gamle, og 98 procent af lavaer, der er mindre end 10.000 år gamle. Ud over toppen og riftzonerne har Mauna Loas nordvestlige flanke også været kilde til tre historiske udbrud.

Hændelsen i 1843 blev efterfulgt af udbrud i 1849, 1851, 1852 og 1855, hvor udstrømningerne i 1855 var særligt omfattende. 1859 markerede den største af de tre historiske strømme, der har været centreret på Mauna Loas nordvestlige flanke og producerede en lang lavastrøm, der nåede havet på Hawaiiøens vestkyst, nord for Kīholo Bay. Et udbrud i 1868 fandt sted samtidig med det enorme jordskælv på Hawaii i 1868, en begivenhed med en styrke på otte, der kostede 77 mennesker livet og stadig er det største jordskælv, der nogensinde har ramt øen. Efter yderligere aktivitet i 1871 oplevede Mauna Loa næsten uafbrudt aktivitet fra august 1872 til 1877, et langvarigt og omfangsrigt udbrud, der varede ca. 1.200 dage og aldrig bevægede sig ud over toppen. Et kort udbrud på en enkelt dag i 1877 var usædvanligt, idet det fandt sted under vandet, i Kealakekua Bay og inden for en kilometer fra kystlinjen; nysgerrige tilskuere, der nærmede sig området i både, rapporterede om usædvanligt turbulent vand og lejlighedsvis flydende blokke af hærdet lava. Der indtraf yderligere udbrud i 1879 og derefter to gange i 1880, hvoraf det sidste udbrød i 1881 og kom inden for de nuværende grænser for øens største by, Hilo; på det tidspunkt var bebyggelsen dog en landsby ved kysten, som lå længere nede ad vulkanens skråning, og var derfor ikke berørt.

Mauna Loa fortsatte sin aktivitet, og af de udbrud, der fandt sted i 1887, 1892, 1896, 1899, 1903 (to gange), 1907, 1914, 1916, 1919 og 1926, var tre (i 1887, 1919 og 1926) delvist subaeriske. Især udbruddet i 1926 er bemærkelsesværdigt, fordi det oversvømmede en landsby nær Hoʻōpūloa og ødelagde 12 huse, en kirke og en lille havn. Efter en begivenhed i 1933 forårsagede Mauna Loas udbrud i 1935 en offentlig krise, da dens strømme begyndte at bevæge sig mod Hilo. Der blev besluttet en bombeoperation for at forsøge at aflede strømmene, som blev planlagt af den daværende oberstløjtnant George S. Patton. Bombningen, der blev udført den 27. december, blev erklæret for en succes af Thomas A. Jaggar, direktør for Hawaiian Volcano Observatory, og lavaen holdt op med at strømme den 2. januar 1936. Den rolle, som bombningen spillede for at stoppe udbruddet, er dog siden blevet stærkt anfægtet af vulkanologer. En længerevarende, men topbåren begivenhed i 1940 var forholdsvis mindre interessant.

Mauna Loas udbrud i 1942 fandt sted kun fire måneder efter angrebet på Pearl Harbor og USA’s indtræden i Anden Verdenskrig og skabte et enestående problem for USA i krigstid. Da udbruddet fandt sted under en påtvungen natslukning på øen, tvang dets lysstyrke regeringen til at udstede en mundkurv på den lokale presse i håb om at forhindre, at nyheden om udbruddet blev spredt af frygt for, at japanerne ville bruge det til at iværksætte et bombeangreb på øen. Da strømmene fra udbruddet imidlertid hurtigt spredte sig ned ad vulkanens flanke og truede ʻOlaʻa flume, Mountain View’s primære vandkilde, besluttede det amerikanske hærflyvevåben at kaste sine egne bomber på øen i håb om at omdirigere strømmene væk fra flume; 16 bomber på mellem 136 og 272 kg hver blev kastet på øen, men havde kun ringe effekt. Til sidst ophørte udbruddet af sig selv.

Efter en begivenhed i 1949 fandt det næste store udbrud på Mauna Loa sted i 1950. Udbruddet, der udsprang fra vulkanens sydvestlige riftzone, er fortsat den største riftbegivenhed i vulkanens moderne historie, varede 23 dage, udsendte 376 millioner kubikmeter lava og nåede 24 km ud i havet i løbet af 3 timer. Udbruddet i 1950 var ikke det mest voluminøse udbrud på vulkanen (det langvarige udbrud i 1872-1877 producerede mere end dobbelt så meget materiale), men det var uden tvivl et af de hurtigst virkende, idet det producerede den samme mængde lava som udbruddet i 1859 på en tiendedel af tiden. Flows overhalede landsbyen Hoʻokena-mauka i South Kona, krydsede Hawaii Route 11 og nåede havet inden for fire timer efter udbruddet. Selv om der ikke var nogen tab af menneskeliv, blev landsbyen permanent ødelagt. Efter begivenheden i 1950 gik Mauna Loa ind i en længere periode med hvile, der kun blev afbrudt af en lille endags-topbegivenhed i 1975. Det rumlede imidlertid til live igen i 1984, hvor det først manifesterede sig på Mauna Loas top og derefter producerede en smal, kanaliseret ‘a’a-strøm, der bevægede sig nedad inden for 6 km fra Hilo, tæt nok til at oplyse byen om natten. Strømmen kom dog ikke tættere på, da to naturlige dæmninger længere oppe ad dens vej efterfølgende knækkede og afledte aktive strømme.

Mauna Loa er ikke kommet i udbrud siden, og i 2020 har vulkanen været stille i over 35 år, den længste periode med stilhed i den registrerede historie. Selv om man ikke medregner den mindre aktivitet i 1975, var Mauna Loa inaktiv i en 34-årig periode mellem 1950 og 1984. Dens nylige inaktivitet er højst sandsynligt ikke langvarig, da selv et århundrede med lav aktivitet er en meget kort periode i Mauna Loas flere hundrede tusinde år lange historie.

Fare

Mauna Loa er blevet udpeget som en dekadevulkan, en af de 16 vulkaner, der af International Association of Volcanology and Chemistry of the Earth’s Interior (IAVCEI) er udpeget som værende værdige til særlig undersøgelse i lyset af deres historie med store, ødelæggende udbrud og deres nærhed til beboede områder. United States Geological Survey har udarbejdet en kortlægning af øens farezoner på en skala fra 1 til 9, hvor de farligste områder svarer til de mindste tal. På grundlag af denne klassificering er Mauna Loas kontinuerligt aktive topcaldera og riftzoner blevet klassificeret på niveau 1. En stor del af området umiddelbart omkring riftzonerne betragtes som niveau to, og omkring 20 % af området har været dækket af lava i historisk tid. En stor del af den resterende del af vulkanen er farestandard tre, hvoraf ca. 15-20 procent er blevet dækket af lavastrømme inden for de sidste 750 år. To sektioner af vulkanen, den første i Naalehu-området og den anden på den sydøstlige flanke af Mauna Loas riftzone, er imidlertid beskyttet mod eruptiv aktivitet af den lokale topografi og er derfor blevet betegnet som farestyrke 6, hvilket kan sammenlignes med en tilsvarende isoleret sektion på Kīlauea.

Og selv om vulkanudbrud på Hawaiʻi sjældent medfører tilskadekomne (det eneste direkte historiske dødsfald som følge af vulkansk aktivitet på øen skete på Kīlauea i 1924, da et usædvanligt eksplosivt udbrud slyngede sten mod en tilskuer), er materielle skader som følge af oversvømmelse af lava en almindelig og bekostelig fare. Udbrud af hawaiiansk type producerer normalt ekstremt langsomme strømme, der bevæger sig fremad i gåtempo, hvilket udgør en lille fare for menneskeliv, men dette er ikke strengt taget tilfældet; Mauna Loas udbrud i 1950 udsendte lige så meget lava på tre uger, som Kīlaueas seneste udbrud producerede på tre år, og det nåede havniveau inden for fire timer efter starten og overskred landsbyen Hoʻokena Mauka og en større motorvej på vejen dertil. Et tidligere udbrud i 1926 overrendte landsbyen Hoʻōpūloa Makai, og Hilo, der delvis er bygget på lavaer fra udbruddet i 1880-81, er i fare for fremtidige udbrud. Udbruddet i 1984 nåede næsten byen, men stoppede kort efter, at strømmen blev omdirigeret opstrøms.

En potentielt større fare ved Mauna Loa er et pludseligt, massivt kollaps af vulkanens flanker, som det, der ramte vulkanens vestflanke for mellem 100.000 og 200.000 år siden og dannede den nuværende Kealakekua-bugt. Dybe forkastningslinjer er et almindeligt træk ved Hawaii-vulkaner, der tillader store dele af deres flanker at glide gradvist nedad og danner strukturer som Hilina Slump og de gamle Ninole Hills; store jordskælv kan udløse hurtige flankekollaps langs disse linjer, hvilket skaber massive jordskred og muligvis udløser lige så store tsunamier. Undervandsundersøgelser har afsløret talrige jordskred langs den hawaiianske kæde og beviser for to sådanne kæmpe tsunami-begivenheder: For 200.000 år siden oplevede Molokaʻi en tsunami på 75 m, og for 100.000 år siden ramte en 325 m høj megatsunami Lānaʻi. Et nyere eksempel på de risici, der er forbundet med skred, fandt sted i 1975, da Hilina-skredet pludselig skred flere meter fremad og udløste et jordskælv på 7,2 Mw og en tsunami på 14 m, der dræbte to campister ved Halape.

Overvågning

Hawaiian Volcano Observatory (HVO), der blev oprettet på Kīlauea i 1912, og som i øjeblikket er en afdeling af United States Geological Survey, er den primære organisation, der er forbundet med overvågning, observation og undersøgelse af Hawaiis vulkaner. Thomas A. Jaggar, observatoriets grundlægger, forsøgte sig med en ekspedition til Mauna Loa for at observere udbruddet i 1914, men blev afvist på grund af den besværlige vandring, der var nødvendig (se Bestigninger). Efter at have søgt hjælp hos Lorrin A. Thurston lykkedes det ham i 1915 at overtale den amerikanske hær til at anlægge en “simpel rute til toppen” til offentlig og videnskabelig brug, et projekt, der blev afsluttet i december samme år; observatoriet har siden da opretholdt en tilstedeværelse på vulkanen.

Udbrud på Mauna Loa er næsten altid forudgået af og ledsaget af langvarige episoder med seismisk aktivitet, hvis overvågning tidligere var den primære og ofte eneste advarselsmekanisme, og som stadig er anvendelig i dag. Der er blevet opretholdt seismiske stationer på Hawaiʻi siden observatoriets oprettelse, men disse var primært koncentreret på Kīlauea, mens dækningen på Mauna Loa kun langsomt blev forbedret gennem det 20. århundrede. Efter opfindelsen af moderne overvågningsudstyr blev rygraden i det nuværende overvågningssystem installeret på vulkanen i 1970’erne. Mauna Loas udbrud i juli 1975 blev forudgået af mere end et års seismisk uro, og HVO udsendte advarsler til offentligheden fra slutningen af 1974; udbruddet i 1984 blev ligeledes forudgået af op til tre år med usædvanlig høj seismisk aktivitet, og vulkanologer forudsagde et udbrud inden for to år i 1983.

Det moderne overvågningssystem på Mauna Loa udgøres ikke kun af det lokale seismiske netværk, men også af et stort antal GPS-stationer, tiltmålere og strainmålere, der er blevet forankret på vulkanen for at overvåge jordbundsdeformationen som følge af hævelser i Mauna Loas underjordiske magmakammer, hvilket giver et mere fuldstændigt billede af de begivenheder, der går forud for udbrudsaktiviteten. GPS-netværket er det mest holdbare og mest omfattende af de tre systemer, mens tiltmeterne giver de mest følsomme forudsigelsesdata, men er tilbøjelige til at give fejlagtige resultater, der ikke har noget med den faktiske deformation af jorden at gøre; ikke desto mindre målte en overvågningslinje tværs over calderaen en stigning i bredden på 76 mm (3 in) i løbet af året forud for udbruddet i 1975 og en tilsvarende stigning i 1984-udbruddet. Strainmeter er derimod relativt sjældne. Observatoriet vedligeholder også to gasdetektorer ved Mokuʻāweoweo, Mauna Loas topcaldera, samt et offentligt tilgængeligt live-webcam og lejlighedsvise skærmbilleder ved interferometrisk syntetisk aperture-radarafbildning.