Mauna Loa

Esihistorialliset purkaukset

On saavuttanut valtavan kokonsa suhteellisen lyhyen (geologisesti katsottuna) 600.000-1.000.000 elinvuotensa aikana, Mauna Loan olisi loogisesti katsoen täytynyt kasvaa erittäin nopeasti kehityshistoriansa aikana, ja laajamittainen puuhiileen perustuva radiohiiliajoitus (kenties laajin tällainen esihistoriallinen purkausten ajoitus maapallolla) on kerännyt lähes kaksisataa luotettavasti ajoitettua jäljellä olevaa virtaa, jotka vahvistavat tämän hypoteesin.

Mauna Loan vanhimpien paljastuneiden virtojen uskotaan olevan sen etelälaidalla sijaitsevia Ninole Hills -vuoria, jotka ovat noin 100-200 tuhatta vuotta vanhaa subaerista basalttikiveä. Ne muodostavat terassin, jota vasten nuoremmat virtaukset ovat sittemmin penkertyneet, voimakkaasti erodoituneet ja viiltäneet sen rinteen suuntaa vasten; tämän uskotaan olevan seurausta eroosiojaksosta, joka johtui tulivuoren esihistoriallisen notkahduksen aiheuttamasta laavavirran suunnan muutoksesta. Näitä seuraa kaksi laavavirtojen yksikköä, jotka on erotettu toisistaan Pāhala-tuhkakerroksena tunnetulla välissä olevalla tuhkakerroksella: vanhempi Kahuka-basaltti, joka on harvakseltaan esillä alemmassa lounaisrepeämässä, ja nuorempi ja paljon laajemmalle levinnyt Kaʻu-basaltti, joka esiintyy laajemmin tulivuorella. Pāhalan tuhkakerros on syntynyt pitkän ajanjakson aikana noin 13-30 tuhatta vuotta sitten, vaikkakin raskas lasittuminen ja vuorovaikutus syntymisen jälkeisten ja sitä edeltävien virtausten kanssa on estänyt tarkan ajoituksen. Niiden ikä vastaa suurin piirtein Mauna Loan jäätiköitymistä viimeisen jääkauden aikana, mikä nostaa esiin selvän mahdollisuuden, että ne ovat kauan sitten kadonneiden jäätiköiden ja Mauna Loan purkaustoiminnan välisen freatomagmaattisen vuorovaikutuksen tuote.

Tutkimukset ovat osoittaneet, että syntyy sykli, jossa tulivuoritoiminta huipulla on hallitsevassa asemassa useiden satojen vuosien ajan, minkä jälkeen toiminta siirtyy repeytymisvyöhykkeille useiksi vuosisadoiksi lisäsadoiksi vuosisadoiksi ja palaa sitten taas takaisin huipulle. On selvästi tunnistettu kaksi sykliä, joista kumpikin kestää 1 500-2 000 vuotta. Tämä syklinen käyttäytyminen on Havaijin tulivuorista ainutlaatuista Mauna Loalle. Noin 7 000-6 000 vuotta sitten Mauna Loa oli suurelta osin passiivinen. Aktiivisuuden tauon syytä ei tiedetä, eikä vastaavaa taukoa ole havaittu muilla Havaijin tulivuorilla, lukuun ottamatta niitä, jotka ovat tällä hetkellä suojakilven jälkeisessä vaiheessa. Toiminta oli 11 000-8 000 vuotta sitten voimakkaampaa kuin nykyään. Mauna Loan yleinen kasvuvauhti on kuitenkin todennäköisesti alkanut hidastua viimeisten 100 000 vuoden aikana, ja tulivuori saattaa itse asiassa olla lähellä tholeiittisen basalttikilven rakentamisvaiheensa loppua.

Uuden ajan historia

Vanhat havaijilaiset ovat asuneet Havaijin saarella noin 1 500 vuoden ajan, mutta heiltä ei ole säilynyt juuri lainkaan muistiinpanoja saaren tulivuoritoiminnasta lukuun ottamatta muutamaa sirpaleista kertomusta, jotka ajoittuvat 1800-luvun loppupuolelle ja 1800-luvun alkuun. Mahdollisia purkauksia tapahtui vuosien 1730 ja 1750 tienoilla sekä joskus vuosien 1780 ja 1803 aikana. Kesäkuussa 1832 tapahtuneen purkauksen todisti eräs lähetyssaarnaaja Mauilla, mutta näiden kahden saaren välinen 190 kilometrin etäisyys ja geologisten todisteiden puute ovat kyseenalaistaneet tämän todistuksen. Näin ollen ensimmäinen täysin vahvistettu historiallisesti todettu purkaus oli tammikuussa 1843; sen jälkeen Mauna Loa on purkautunut 32 kertaa.

Mauna Loan historialliset purkaukset ovat tyypillisesti havaijilaisia ja harvoin väkivaltaisia, ja ne alkavat useiden kilometrien pituisesta repeämästä, joka tunnetaan puhekielessä nimellä ”tuliesirippu” (usein, mutta ei aina, Mauna Loan huipulta etenevän laavalähteen synnyttyä), ja ne keskittyvät lopulta yksittäiseen purkausaukkoon, joka on pitkäaikainen purkauskeskus. Huipulle keskittyvää toimintaa seuraavat yleensä muutaman kuukauden päässä olevat sivupurkaukset, ja vaikka Mauna Loa on historiallisesti ollut vähemmän aktiivinen kuin naapurinsa Kilauea, se tuottaa yleensä suurempia laavamääriä lyhyemmän ajan kuluessa. Useimmat purkaukset keskittyvät joko huipulle tai jompaankumpaan sen kahdesta suuresta repeämävyöhykkeestä; viimeisten kahdensadan vuoden aikana 38 prosenttia purkauksista tapahtui huipulla, 31 prosenttia koillisella repeämävyöhykkeellä, 25 prosenttia lounaisella repeämävyöhykkeellä ja loput 6 prosenttia luoteispuolella sijaitsevista aukoista. Tulivuoren pinnasta 40 prosenttia koostuu alle tuhat vuotta vanhoista laavoista ja 98 prosenttia alle 10 000 vuotta vanhoista laavoista. Huippu- ja repeämävyöhykkeiden lisäksi Mauna Loan luoteislaidalla on tapahtunut kolme historiallista purkausta.

Vuoden 1843 tapahtumaa seurasivat purkaukset vuosina 1849, 1851, 1852 ja 1855, joista vuoden 1855 virtaukset olivat erityisen laajoja. Vuosi 1859 merkitsi suurinta kolmesta historiallisesta virtauksesta, jotka ovat keskittyneet Mauna Loan luoteislaidalle, ja se tuotti pitkän laavavirran, joka ulottui mereen Havaijin saaren länsirannikolla, Kīholo Bayn pohjoispuolella. Vuonna 1868 tapahtunut purkaus tapahtui samanaikaisesti vuoden 1868 valtavan Havaijin maanjäristyksen kanssa, joka oli voimakkuudeltaan kahdeksan magnitudia, vaati 77 ihmishenkeä ja on edelleen suurin saarta koskaan koetellut maanjäristys. Vuonna 1871 tapahtuneen toiminnan jatkumisen jälkeen Mauna Loa oli aktiivinen lähes yhtäjaksoisesti elokuusta 1872 vuoteen 1877, jolloin se oli pitkäaikainen ja voimakas purkaus, joka kesti noin 1 200 päivää ja joka ei koskaan liikkunut huipun ulkopuolelle. Lyhyt yhden päivän purkaus vuonna 1877 oli epätavallinen sikäli, että se tapahtui veden alla, Kealakekua-lahdella ja kilometrin etäisyydellä rantaviivasta; uteliaat katsojat, jotka lähestyivät aluetta veneillä, raportoivat epätavallisen myrskyisästä vedestä ja ajoittain kelluvista kovettuneen laavan lohkareista. Uusia purkauksia tapahtui vuonna 1879 ja kahdesti vuonna 1880, joista jälkimmäinen ulottui vuoteen 1881 ja tuli saaren suurimman kaupungin, Hilon, nykyisten rajojen sisäpuolelle; tuolloin se oli kuitenkin rantakylä, joka sijaitsi kauempana tulivuoren rinteessä, joten purkaus ei vaikuttanut siihen.

Mauna Loa jatkoi toimintaansa, ja vuosina 1887, 1892, 1896, 1899, 1903 (kahdesti), 1907, 1914, 1916, 1919 ja 1926 tapahtuneista purkauksista kolme (vuosina 1887, 1919 ja 1926) oli osittain maanalaisia. Erityisesti vuoden 1926 purkaus on huomionarvoinen, koska se tulvi Hoʻōpūloan lähellä sijaitsevaan kylään ja tuhosi 12 taloa, kirkon ja pienen sataman. Vuoden 1933 tapahtuman jälkeen Mauna Loan vuoden 1935 purkaus aiheutti julkisen kriisin, kun sen virtaukset alkoivat suuntautua kohti Hiloa. Virtausten kääntämiseksi päätettiin pommitusoperaatiosta, jonka suunnitteli silloinen everstiluutnantti George S. Patton. Havaijin tulivuoriobservatorion johtaja Thomas A. Jaggar julisti 27. joulukuuta suoritetun pommituksen onnistuneeksi, ja laavan virtaaminen loppui 2. tammikuuta 1936. Vulkanologit ovat kuitenkin sittemmin kiistäneet voimakkaasti pommitusten osuuden purkauksen lopettamisessa. Vuonna 1940 tapahtunut pidempi, mutta huippuunsa rajoittunut tapahtuma oli verrattain vähemmän mielenkiintoinen.

Mauna Loan vuoden 1942 purkaus tapahtui vain neljä kuukautta Pearl Harboriin kohdistuneen hyökkäyksen ja Yhdysvaltojen toiseen maailmansotaan liittymisen jälkeen, ja se loi ainutlaatuisen ongelman sota-ajan Yhdysvalloille. Purkauksen valovoima pakotti hallituksen antamaan paikalliselle lehdistölle suukapulamääräyksen, jotta uutinen purkauksesta ei leviäisi, koska pelättiin, että japanilaiset käyttäisivät sitä pommitusten aloittamiseen saarta vastaan. Kun purkauksen virtaukset kuitenkin levisivät nopeasti tulivuoren kylkeä pitkin ja uhkasivat Mountain View’n tärkeintä vesilähdettä, Mountain View’n ʻOlaʻa-kanavaa, Yhdysvaltain armeijan ilmavoimat päättivät pudottaa saareen omia pommejaan siinä toivossa, että virtaukset saataisiin ohjattua pois kanavasta; saareen pudotettiin kuusitoista pommia, joista kukin painoi 300-600 paunaa (136-272 kilogrammaa), mutta niiden vaikutus oli vähäinen. Lopulta purkaus lakkasi itsestään.

Vuoden 1949 tapahtuman jälkeen Mauna Loan seuraava suuri purkaus tapahtui vuonna 1950. Tulivuoren lounaisesta repeämävyöhykkeestä alkunsa saanut purkaus on edelleen tulivuoren nykyhistorian suurin repeämätapahtuma, joka kesti 23 päivää, synnytti 376 miljoonaa kuutiometriä laavaa ja ulottui 24 kilometrin päähän valtamerestä kolmessa tunnissa. Vuoden 1950 purkaus ei ollut tulivuoren tilavin purkaus (pitkäaikainen tapahtuma 1872-1877 tuotti yli kaksi kertaa enemmän materiaalia), mutta se oli helposti yksi nopeimmista, sillä se tuotti saman määrän laavaa kuin vuoden 1859 purkaus kymmenesosassa ajasta. Virtaukset ohittivat Hoʻokena-maukan kylän Etelä-Konassa, ylittivät Havaijin valtatie 11:n ja saavuttivat meren neljän tunnin kuluessa purkauksesta. Vaikka ihmishenkiä ei menetetty, kylä tuhoutui pysyvästi. Vuoden 1950 tapahtuman jälkeen Mauna Loa oli pitkään horroksessa, ja sen keskeytti vain pieni, yhden päivän mittainen huippupurkaus vuonna 1975. Se heräsi kuitenkin uudelleen henkiin vuonna 1984, ja se ilmeni ensin Mauna Loan huipulla ja tuotti sitten kapean, kanavoidun ’a’a’a-vuonon, joka eteni alaspäin 6 kilometrin etäisyydelle Hilosta, tarpeeksi lähelle valaistakseen kaupungin yöllä. Virtaus ei kuitenkaan päässyt lähemmäs, sillä kaksi sen kulkureittiä ylempänä sijaitsevaa luonnollista patoa murtui ja ohjasi aktiivisen virtauksen muualle.

Mauna Loa ei ole purkautunut sen jälkeen, ja vuodesta 2020 lähtien tulivuori on pysynyt hiljaisena yli 35 vuotta, mikä on sen pisin hiljainen ajanjakso kirjatun historian aikana. Vaikka vuoden 1975 vähäistä aktiivisuutta ei lasketa mukaan, Mauna Loa oli passiivinen 34 vuoden ajan vuosina 1950-1984. Sen viimeaikainen passiivisuus ei todennäköisesti ole pitkäaikaista, sillä jopa sata vuotta kestänyt vähäinen aktiivisuus on hyvin lyhyt ajanjakso Mauna Loan useita satoja tuhansia vuosia kestäneessä historiassa.

Riskit

Mauna Loa on nimetty vuosikymmenen tulivuoreksi, joka on yksi niistä kuudestatoista tulivuoresta, jotka Kansainvälinen tulivuoriyhdistys IAVCEI (International Association of Volcanology and Chemistry of the Earth’s Interior) on määrittänyt erityisen tutkimisen arvoisiksi historiansa suurten ja tuhoisien tulivuorenpurkausten ja asuttujen alueiden läheisyyden vuoksi. Yhdysvaltain geologinen tutkimuslaitos (United States Geological Survey) ylläpitää saaresta vaaravyöhykekartoitusta, joka on tehty asteikolla yhdestä yhdeksään, ja vaarallisimpia alueita vastaavat pienimmät numerot. Tämän luokituksen perusteella Mauna Loan jatkuvasti aktiivinen huippukaldera ja repeämävyöhykkeet on luokiteltu ykköstasolle. Suuri osa repeämävyöhykkeitä välittömästi ympäröivästä alueesta luokitellaan kakkostasolle, ja noin 20 prosenttia alueesta on ollut laavan peitossa historiallisina aikoina. Suuri osa tulivuoren muusta osasta kuuluu vaaratason kolme piiriin, ja noin 15-20 prosenttia siitä on ollut virran peitossa viimeisten 750 vuoden aikana. Tulivuoren kaksi osaa, joista ensimmäinen sijaitsee Naalehun alueella ja toinen Mauna Loan repeämävyöhykkeen kaakkoislaidalla, on kuitenkin paikallisen pinnanmuodostuksen vuoksi suojassa purkautumiselta, joten ne on luokiteltu vaaratasolle 6, joka on verrattavissa Kīlauean vastaavaan eristettyyn osaan.

Vaikka Havaijin tulivuorenpurkaukset aiheuttavat harvoin kuolonuhreja (ainoa suoranainen historiallinen kuolemantapaus, joka johtui saarella tapahtuneesta tulivuoritoiminnasta, sattui Kīlauealla vuonna 1924, kun epätavallisen räjähdysaltis purkaus heitti kiviä katsojaa kohti), laavan tulvimisesta johtuvat omaisuusvahingot ovat yleinen ja kallis vaara. Havaijilaistyyppiset purkaukset tuottavat yleensä erittäin hitaasti eteneviä, kävelyvauhtia eteneviä virtoja, jotka eivät aiheuta juurikaan vaaraa ihmishengelle, mutta näin ei kuitenkaan ole: Mauna Loan purkaus vuonna 1950 tuotti kolmessa viikossa yhtä paljon laavaa kuin Kīlauean äskettäinen purkaus tuotti kolmessa vuodessa, ja se saavutti merenpinnan tason neljässä tunnissa alkamisestaan, jolloin se ylitti Hoʻokena-Maukan kylän ja matkalla sinne sijaitsevan tärkeän moottoritien. Aikaisempi purkaus vuonna 1926 ylitti Hoʻōpūloa Makain kylän, ja Hilo, joka on osittain rakennettu vuosien 1880-81 purkauksen laavojen päälle, on vaarassa joutua tulevien purkausten kohteeksi. Vuoden 1984 purkaus saavutti melkein kaupungin, mutta pysähtyi lyhyeen sen jälkeen, kun virtaus ohjattiin ylävirtaan.

Potentiaalisesti suurempi vaara Mauna Loalla on äkillinen, massiivinen tulivuoren kyljen romahdus, kuten se, joka iski tulivuoren länsilaitaan 100 000-200 000 vuotta sitten ja muodosti nykyisen Kealakekua Bayn. Syvät murtumalinjat ovat yleinen piirre Havaijin tulivuorissa, ja ne mahdollistavat sen, että suuret osat tulivuoren kyljistä liukuvat vähitellen alaspäin ja muodostavat Hilina Slumpin ja muinaisten Ninole Hillsin kaltaisia rakenteita. Suuret maanjäristykset voivat laukaista nopeita kylkiluiskien romahduksia näitä linjoja pitkin, jolloin syntyy massiivisia maanvyöryjä ja mahdollisesti yhtä suuria tsunameja. Vedenalaisissa tutkimuksissa on havaittu lukuisia maanvyöryjä Havaijin ketjussa ja todisteita kahdesta tällaisesta jättimäisestä tsunamitapahtumasta: Molokaʻi koki 200 000 vuotta sitten 75 metriä korkean tsunamin, ja 100 000 vuotta sitten Lānaʻiin iski 325 metriä korkea megatsunami. Tuoreempi esimerkki notkelmiin liittyvistä riskeistä tapahtui vuonna 1975, kun Hilinan notkelma kaatui yhtäkkiä useita metrejä eteenpäin aiheuttaen 7,2 Mw:n maanjäristyksen ja 14 m:n tsunamin, joka tappoi kaksi leiriläistä Halapessa.

Valvonta

Kīlauealla vuonna 1912 perustettu Havaijin tulivuoriobservatorio (Hawaiian Volcano Observatory, HVO), joka on nykyisin Yhdysvaltain geologian tutkimuskeskuksen (United States Geological Survey) haaraosasto, on ensisijainen Havaijin tulivuorten seurantaan, tarkkailuun ja tutkimukseen liittyvä organisaatio. Observatorion perustaja Thomas A. Jaggar yritti lähteä Mauna Loan huipulle tarkkailemaan sen purkausta vuonna 1914, mutta sen vaatima vaivalloinen vaellus torjui hänet (katso Nousut). Pyydettyään apua Lorrin A. Thurstonilta hän sai vuonna 1915 taivuteltua Yhdysvaltain armeijan rakentamaan ”yksinkertaisen reitin huipulle” julkista ja tieteellistä käyttöä varten, ja hanke valmistui saman vuoden joulukuussa; observatorio on siitä lähtien ollut läsnä tulivuorella.

Mauna Loa -vuorenpurkauksia edeltävät ja niihin liittyvät lähes aina pitkäkestoiset seismiset aktiivisuusjaksot, joiden seuranta on ollut ensisijainen ja usein ainoa varoitusmekanismi menneisyydessä ja jotka ovat edelleen käyttökelpoisia. Seismisiä asemia on ylläpidetty Havaijilla observatorion perustamisesta lähtien, mutta ne keskittyivät pääasiassa Kīlauealle, ja Mauna Loan kattavuus parani vain hitaasti 1900-luvulla. Nykyaikaisten seurantalaitteiden keksimisen jälkeen tulivuorelle asennettiin 1970-luvulla nykyisen seurantajärjestelmän runko. Mauna Loan heinäkuun 1975 purkausta edelsi yli vuoden kestänyt seisminen levottomuus, ja HVO antoi varoituksia suurelle yleisölle loppuvuodesta 1974; vuoden 1984 purkausta edelsi vastaavasti jopa kolme vuotta kestänyt epätavallisen voimakas seisminen aktiivisuus, ja vulkanologit ennustivat purkauksen tapahtuvan kahden vuoden kuluessa vuonna 1983.

Mauna Loan nykyaikainen seurantajärjestelmä muodostuu paitsi paikallisesti seismisestä verkostosta myös suuresta määrästä GPS-asemia, kallistusmittareita ja venymämittareita, jotka on ankkuroitu tulivuorelle seuraamaan maanpinnan muodonmuutoksia, jotka johtuvat Mauna Loan maanalaisessa magmakammiossa tapahtuvasta paisumisesta, mikä antaa täydellisemmän kuvan purkaustoimintaa edeltävistä tapahtumista. GPS-verkko on näistä kolmesta järjestelmästä kestävin ja laajin, kun taas kallistusmittarit tuottavat herkimpiä ennakointitietoja, mutta ne ovat alttiita virheellisille tuloksille, jotka eivät liity todelliseen maanpinnan muodonmuutokseen; kalderan poikki kulkeva mittauslinja mittasi kuitenkin 76 mm:n (3 tuuman) leveyden kasvun vuoden 1975 purkausta edeltäneenä vuonna ja vastaavanlaisen kasvun vuoden 1984 purkauksen aikana. Jännemittarit sen sijaan ovat suhteellisen harvinaisia. Observatorio ylläpitää myös kahta kaasunilmaisinta Mokuʻāweoweossa, Mauna Loan huipun kalderassa, sekä julkisesti saatavilla olevaa suoraa web-kameraa ja satunnaisia seulontoja interferometrisellä synteettisen apertuurin tutkakuvauksella.