Mauna Loa

Prähistorische Eruptionen

Um seine enorme Größe innerhalb seiner relativ kurzen (geologisch gesehen) 600.000 bis 1.000.000 Jahre währenden Lebenszeit erreicht zu haben, Mauna Loa hätte logischerweise während seiner Entwicklungsgeschichte extrem schnell wachsen müssen, und umfangreiche Radiokohlenstoffdatierungen (vielleicht die umfangreichste derartige prähistorische Eruptionsdatierung auf der Erde) haben einen Datensatz von fast zweihundert zuverlässig datierten existierenden Strömen zusammengetragen, die diese Hypothese bestätigen.

Die ältesten freiliegenden Ströme auf dem Mauna Loa sind vermutlich die Ninole Hills an seiner Südflanke, subaeriales Basaltgestein, das etwa 100 bis 200 Tausend Jahre alt ist. Sie bilden eine Terrasse, an der sich seither jüngere Ströme aufgestaut haben, die stark erodiert und gegen den Hang eingeschnitten sind; man nimmt an, dass dies das Ergebnis einer Erosionsperiode ist, die durch eine Änderung der Richtung des Lavastroms infolge des prähistorischen Einbruchs des Vulkans verursacht wurde. Darauf folgen zwei Einheiten von Lavaströmen, die durch eine dazwischen liegende Ascheschicht, die Pāhala-Ascheschicht, getrennt sind: der ältere Kahuka-Basalt, der am unteren südwestlichen Graben nur spärlich zu sehen ist, und der jüngere und viel weiter verbreitete Kaʻu-Basalt, der auf dem Vulkan weiter verbreitet ist. Die Pāhala-Asche selbst wurde über einen langen Zeitraum vor etwa 13 bis 30 Tausend Jahren produziert, obwohl die starke Verglasung und die Wechselwirkungen mit den Strömen nach und vor der Entstehung eine genaue Datierung erschwert haben. Ihr Alter entspricht in etwa der Vergletscherung des Mauna Loa während der letzten Eiszeit, so dass die Möglichkeit besteht, dass es sich um das Produkt einer phreatomagmatischen Interaktion zwischen den längst vergangenen Gletschern und den eruptiven Aktivitäten des Mauna Loa handelt.

Studien haben gezeigt, dass ein Zyklus auftritt, in dem die vulkanische Aktivität auf dem Gipfel mehrere hundert Jahre lang vorherrscht, danach verlagert sich die Aktivität für einige weitere Jahrhunderte in die Riftzonen und dann wieder zurück auf den Gipfel. Es wurden eindeutig zwei Zyklen identifiziert, die jeweils 1.500-2.000 Jahre andauern. Dieses zyklische Verhalten ist für den Mauna Loa einzigartig unter den hawaiianischen Vulkanen. Zwischen vor etwa 7.000 und 6.000 Jahren war der Mauna Loa weitgehend inaktiv. Die Ursache für diese Unterbrechung der Aktivität ist nicht bekannt, und bei anderen hawaiianischen Vulkanen, mit Ausnahme derjenigen, die sich derzeit in der Nachschildphase befinden, wurde keine ähnliche Unterbrechung festgestellt. Zwischen 11.000 und 8.000 Jahren war die Aktivität intensiver als heute. Allerdings hat sich das Wachstum des Mauna Loa in den letzten 100.000 Jahren wahrscheinlich insgesamt verlangsamt, und der Vulkan könnte sich tatsächlich dem Ende seiner tholeiitischen Basaltschildbildungsphase nähern.

Jüngere Geschichte

Die alten Hawaiianer sind seit etwa 1.500 Jahren auf der Insel Hawaiʻi ansässig, aber sie haben fast keine Aufzeichnungen über vulkanische Aktivitäten auf der Insel erhalten, abgesehen von ein paar fragmentarischen Berichten aus dem späten 18. und frühen 19. Mögliche Ausbrüche fanden um 1730 und 1750 sowie irgendwann zwischen 1780 und 1803 statt. Im Juni 1832 wurde ein Missionar auf Maui Zeuge eines Ausbruchs, aber die Entfernung von 190 km zwischen den beiden Inseln und das Fehlen offensichtlicher geologischer Beweise lassen Zweifel an diesem Zeugnis aufkommen. Somit war der erste vollständig bestätigte, historisch bezeugte Ausbruch ein Ereignis im Januar 1843; seither ist der Mauna Loa 32 Mal ausgebrochen.

Historische Ausbrüche am Mauna Loa haben typisch hawaiianischen Charakter und sind selten gewalttätig. Sie beginnen mit der Entstehung von Lavafontänen über einen mehrere Kilometer langen Graben, der umgangssprachlich als „Feuervorhang“ bezeichnet wird (der sich oft, aber nicht immer, vom Gipfel des Mauna Loa ausbreitet), und konzentrieren sich schließlich an einem einzigen Schlot, seinem langfristigen eruptiven Zentrum. Obwohl der Mauna Loa historisch gesehen weniger aktiv ist als sein Nachbar Kilauea, produziert er in der Regel größere Lavamengen über kürzere Zeiträume. Die meisten Ausbrüche konzentrieren sich entweder auf den Gipfel oder auf eine der beiden großen Riftzonen; in den letzten zweihundert Jahren ereigneten sich 38 % der Ausbrüche am Gipfel, 31 % in der nordöstlichen Riftzone, 25 % in der südwestlichen Riftzone und die restlichen 6 % aus den nordwestlichen Schloten. 40 Prozent der Oberfläche des Vulkans bestehen aus Laven, die weniger als tausend Jahre alt sind, und 98 Prozent aus Laven, die weniger als 10.000 Jahre alt sind. Neben dem Gipfel und den Riftzonen war die Nordwestflanke des Mauna Loa auch die Quelle dreier historischer Ausbrüche.

Auf das Ereignis von 1843 folgten die Ausbrüche von 1849, 1851, 1852 und 1855, wobei der Ausbruch von 1855 besonders umfangreich war. 1859 war der größte der drei historischen Ströme, die sich auf die nordwestliche Flanke des Mauna Loa konzentrierten und einen langen Lavastrom erzeugten, der den Ozean an der Westküste der Insel Hawaii nördlich der Kīholo Bay erreichte. Ein Ausbruch im Jahr 1868 fiel mit dem gewaltigen Hawaii-Erdbeben von 1868 zusammen, einem Ereignis der Stärke 8, das 77 Menschenleben forderte und bis heute das größte Erdbeben ist, das die Insel je heimgesucht hat. Nach einer weiteren Aktivität im Jahr 1871 war der Mauna Loa von August 1872 bis 1877 fast ununterbrochen aktiv. Die lang anhaltende und gewaltige Eruption dauerte etwa 1 200 Tage und ging nie über den Gipfel hinaus. Eine kurze eintägige Eruption im Jahr 1877 war insofern ungewöhnlich, als sie unter Wasser, in der Kealakekua-Bucht und innerhalb einer Meile von der Küstenlinie stattfand; Schaulustige, die sich dem Gebiet in Booten näherten, berichteten von ungewöhnlich turbulentem Wasser und gelegentlich schwimmenden Blöcken gehärteter Lava. Weitere Ausbrüche ereigneten sich 1879 und dann zweimal im Jahr 1880, wobei sich der letzte bis ins Jahr 1881 erstreckte und bis in die heutigen Grenzen der größten Stadt der Insel, Hilo, reichte; damals war die Siedlung jedoch ein weiter unten am Hang des Vulkans gelegenes Küstendorf und daher nicht betroffen.

Mauna Loa setzte seine Aktivität fort, und von den Ausbrüchen in den Jahren 1887, 1892, 1896, 1899, 1903 (zweimal), 1907, 1914, 1916, 1919 und 1926 waren drei (1887, 1919 und 1926) teilweise subaerisch. Der Ausbruch von 1926 ist besonders bemerkenswert, weil er ein Dorf in der Nähe von Hoʻōpūloa überschwemmte und 12 Häuser, eine Kirche und einen kleinen Hafen zerstörte. Nach einem Ereignis im Jahr 1933 löste der Ausbruch des Mauna Loa im Jahr 1935 eine öffentliche Krise aus, als sich seine Ströme in Richtung Hilo bewegten. Der damalige Oberstleutnant George S. Patton beschloss einen Bombenangriff, um die Ströme abzulenken. Die am 27. Dezember durchgeführte Bombardierung wurde von Thomas A. Jaggar, dem Direktor des Hawaiian Volcano Observatory, als Erfolg gewertet, und die Lava hörte am 2. Januar 1936 auf zu fließen. Die Rolle, die die Bombardierung bei der Beendigung der Eruption gespielt hat, ist jedoch seither unter Vulkanologen stark umstritten. Ein längeres, aber an den Gipfel gebundenes Ereignis im Jahr 1940 war vergleichsweise weniger interessant.

Der Ausbruch des Mauna Loa im Jahr 1942 fand nur vier Monate nach dem Angriff auf Pearl Harbor und dem Eintritt der Vereinigten Staaten in den Zweiten Weltkrieg statt und stellte die Vereinigten Staaten in Kriegszeiten vor ein einzigartiges Problem. Die Helligkeit des Ausbruchs, der sich während einer erzwungenen nächtlichen Verdunkelung auf der Insel ereignete, zwang die Regierung dazu, eine Nachrichtensperre für die örtliche Presse zu verhängen, um zu verhindern, dass sich die Nachricht über das Ereignis verbreitete, da man befürchtete, dass die Japaner dies für einen Bombenangriff auf die Insel nutzen würden. Da sich die Ströme der Eruption jedoch rasch an der Vulkanflanke ausbreiteten und die „Ola“-Rinne, die wichtigste Wasserquelle von Mountain View, bedrohten, beschloss die United States Army Air Force, ihre eigenen Bomben auf die Insel abzuwerfen, in der Hoffnung, die Ströme von der Rinne wegzulenken; sechzehn Bomben mit einem Gewicht zwischen 136 und 272 kg wurden auf die Insel abgeworfen, zeigten jedoch kaum Wirkung. Schließlich hörte die Eruption von selbst auf.

Nach einem Ereignis im Jahr 1949 ereignete sich die nächste größere Eruption des Mauna Loa im Jahr 1950. Die Eruption, die von der südwestlichen Riftzone des Vulkans ausging, ist nach wie vor das größte Riftereignis in der modernen Geschichte des Vulkans. Sie dauerte 23 Tage, stieß 376 Millionen Kubikmeter Lava aus und erreichte innerhalb von drei Stunden 24 km über dem Meer. Die Eruption von 1950 war nicht die voluminöseste Eruption des Vulkans (das langlebige Ereignis von 1872-1877 produzierte mehr als doppelt so viel Material), aber sie war mit Abstand eine der schnellsten, da sie die gleiche Menge an Lava wie die Eruption von 1859 in einem Zehntel der Zeit produzierte. Die Lavaströme überfluteten das Dorf Hoʻokena-mauka in South Kona, überquerten die Hawaii Route 11 und erreichten das Meer innerhalb von vier Stunden nach dem Ausbruch. Obwohl es keine Todesopfer gab, wurde das Dorf dauerhaft zerstört. Nach dem Ereignis von 1950 fiel der Mauna Loa in eine längere Ruhephase, die nur durch einen kleinen eintägigen Gipfelausbruch im Jahr 1975 unterbrochen wurde. Im Jahr 1984 erwachte der Vulkan jedoch wieder zum Leben und manifestierte sich zunächst auf dem Gipfel des Mauna Loa, um dann einen schmalen, kanalisierten ‚a’a-Strom zu erzeugen, der bis auf 6 km an Hilo heranreichte, nahe genug, um die Stadt nachts zu beleuchten. Der Strom kam jedoch nicht näher, da zwei natürliche Dämme weiter oben auf seinem Weg brachen und den aktiven Strom umleiteten.

Der Mauna Loa ist seitdem nicht mehr ausgebrochen, und ab 2020 ist der Vulkan seit über 35 Jahren ruhig geblieben, die längste Ruhephase in der aufgezeichneten Geschichte. Abgesehen von der geringfügigen Aktivität im Jahr 1975 war der Mauna Loa zwischen 1950 und 1984 über einen Zeitraum von 34 Jahren inaktiv. Die jüngste Inaktivität ist höchstwahrscheinlich nicht von langer Dauer, denn selbst ein Jahrhundert geringer Aktivität ist ein sehr kurzer Zeitraum in der mehrere hunderttausend Jahre alten Geschichte von Mauna Loa.

Gefahren

Der Mauna Loa ist einer der 16 Vulkane, die von der Internationalen Vereinigung für Vulkanologie und Chemie des Erdinneren (IAVCEI) als besonders untersuchungswürdig eingestuft wurden, da sie in der Vergangenheit immer wieder große, zerstörerische Ausbrüche hatten und sich in der Nähe besiedelter Gebiete befinden. Der United States Geological Survey führt eine Gefahrenzonenkartierung der Insel auf einer Skala von eins bis neun, wobei die gefährlichsten Gebiete den kleinsten Zahlen entsprechen. Auf der Grundlage dieser Klassifizierung wurden die ständig aktive Gipfelcaldera und die Riftzonen des Mauna Loa als Stufe eins eingestuft. Ein Großteil der unmittelbaren Umgebung der Riftzonen wird als Stufe zwei eingestuft, und etwa 20 % des Gebiets waren in der Vergangenheit mit Lava bedeckt. Ein Großteil des restlichen Vulkans ist der Gefahrenstufe 3 zuzuordnen, von der etwa 15 bis 20 % in den letzten 750 Jahren von Lavaströmen bedeckt waren. Zwei Abschnitte des Vulkans, der erste im Naalehu-Gebiet und der zweite an der südöstlichen Flanke der Riftzone des Mauna Loa, sind jedoch durch die lokale Topografie vor eruptiver Aktivität geschützt und wurden daher als Gefahrenstufe 6 eingestuft, vergleichbar mit einem ähnlich isolierten Abschnitt auf dem Kīlauea.

Obwohl Vulkanausbrüche auf Hawaiʻi nur selten Todesopfer fordern (der einzige direkte Todesfall aufgrund vulkanischer Aktivität auf der Insel ereignete sich 1924 am Kīlauea, als eine ungewöhnlich explosive Eruption Felsen auf einen Schaulustigen schleuderte), sind Sachschäden durch Überschwemmung mit Lava eine häufige und kostspielige Gefahr. Eruptionen des hawaiianischen Typs erzeugen in der Regel extrem langsam fließende Ströme, die sich im Schritttempo fortbewegen und kaum eine Gefahr für Menschen darstellen, aber das ist nicht unbedingt der Fall; bei der Eruption des Mauna Loa im Jahr 1950 wurde in drei Wochen so viel Lava freigesetzt wie bei der jüngsten Eruption des Kīlauea in drei Jahren, und sie erreichte innerhalb von vier Stunden nach ihrem Beginn den Meeresspiegel, wobei sie das Dorf Hoʻokena Mauka und eine Hauptverkehrsstraße auf dem Weg dorthin überflutete. Ein früherer Ausbruch im Jahr 1926 überrollte das Dorf Hoʻōpūloa Makai, und Hilo, das zum Teil auf Lava aus der Eruption von 1880-81 erbaut wurde, ist durch künftige Eruptionen gefährdet. Der Ausbruch von 1984 hätte die Stadt fast erreicht, wurde aber gestoppt, nachdem der Lavastrom flussaufwärts umgeleitet wurde.

Eine potenziell größere Gefahr am Mauna Loa ist ein plötzlicher, massiver Einsturz der Vulkanflanken, wie derjenige, der die Westflanke des Vulkans vor 100.000 bis 200.000 Jahren traf und die heutige Kealakekua-Bucht bildete. Tiefe Verwerfungslinien sind ein häufiges Merkmal hawaiianischer Vulkane, durch die große Teile ihrer Flanken allmählich nach unten rutschen und Strukturen wie den Hilina Slump und die alten Ninole Hills bilden; große Erdbeben könnten entlang dieser Linien schnelle Flankeneinbrüche auslösen, die massive Erdrutsche und möglicherweise ebenso große Tsunamis verursachen. Unterwasseruntersuchungen haben zahlreiche Erdrutsche entlang der hawaiianischen Inselkette und Hinweise auf zwei solcher gigantischen Tsunami-Ereignisse ergeben: Vor 200.000 Jahren erlebte Molokaʻi einen 75 m hohen Tsunami, und vor 100.000 Jahren traf ein 325 m hoher Megatsunami Lānaʻi. Ein jüngeres Beispiel für die mit Erdrutschen verbundenen Risiken ereignete sich 1975, als der Hilina Slump plötzlich mehrere Meter nach vorne kippte und ein Erdbeben der Stärke 7,2 und einen 14 m hohen Tsunami auslöste, der zwei Camper in Halape tötete.

Überwachung

Das 1912 auf dem Kīlauea gegründete Hawaiian Volcano Observatory (HVO), derzeit eine Abteilung des United States Geological Survey, ist die wichtigste Organisation zur Überwachung, Beobachtung und Erforschung der hawaiianischen Vulkane. Thomas A. Jaggar, der Gründer des Observatoriums, unternahm eine Gipfelexpedition zum Mauna Loa, um dessen Ausbruch im Jahr 1914 zu beobachten, scheiterte jedoch an der beschwerlichen Wanderung (siehe Aufstiege). Nachdem er Lorrin A. Thurston um Hilfe gebeten hatte, gelang es ihm 1915, die US-Armee davon zu überzeugen, einen „einfachen Weg zum Gipfel“ für die Öffentlichkeit und die Wissenschaft zu bauen, ein Projekt, das im Dezember desselben Jahres abgeschlossen wurde.

Ausbrüche auf dem Mauna Loa werden fast immer von längeren Episoden seismischer Aktivität begleitet, deren Überwachung in der Vergangenheit der wichtigste und oft einzige Warnmechanismus war und auch heute noch möglich ist. Seit den Anfängen des Observatoriums wurden auf Hawaiʻi seismische Stationen unterhalten, die sich jedoch in erster Linie auf den Kīlauea konzentrierten, während sich die Abdeckung des Mauna Loa im Laufe des 20. Nach der Erfindung moderner Überwachungsgeräte wurde das Grundgerüst des heutigen Überwachungssystems in den 1970er Jahren auf dem Vulkan installiert. Dem Ausbruch des Mauna Loa im Juli 1975 gingen mehr als ein Jahr seismischer Unruhen voraus, und das HVO gab ab Ende 1974 Warnungen an die Öffentlichkeit heraus; dem Ausbruch von 1984 gingen sogar drei Jahre ungewöhnlich hoher seismischer Aktivität voraus, und 1983 sagten Vulkanologen einen Ausbruch innerhalb von zwei Jahren voraus.

Das moderne Überwachungssystem auf dem Mauna Loa besteht nicht nur aus dem seismischen Netz vor Ort, sondern auch aus einer großen Anzahl von GPS-Stationen, Neigungsmessern und Dehnungsmessern, die auf dem Vulkan verankert wurden, um die Bodenverformung aufgrund des Aufblähens der unterirdischen Magmakammer des Mauna Loa zu überwachen, was ein vollständigeres Bild der Ereignisse vermittelt, die der eruptiven Aktivität vorausgehen. Das GPS-Netz ist das langlebigste und weitreichendste der drei Systeme, während die Neigungsmesser die empfindlichsten Vorhersagedaten liefern, aber anfällig für fehlerhafte Ergebnisse sind, die nichts mit der tatsächlichen Bodenverformung zu tun haben; dennoch wurde an einer Messlinie quer durch die Caldera eine Zunahme der Breite um 76 mm im Jahr vor dem Ausbruch 1975 und eine ähnliche Zunahme beim Ausbruch 1984 gemessen. Dehnungsmessgeräte sind dagegen relativ selten. Das Observatorium unterhält auch zwei Gasdetektoren am Mokuʻāweoweo, der Gipfelcaldera des Mauna Loa, sowie eine öffentlich zugängliche Live-Webcam und gelegentliche Überprüfungen durch interferometrische Radaraufnahmen mit synthetischer Apertur.