Mauna Loa

Éruptions préhistoriques

Pour avoir atteint sa taille énorme au cours de sa vie relativement courte (géologiquement parlant) de 600 000 à 1 000 000 d’années, Mauna Loa aurait logiquement dû croître extrêmement rapidement au cours de son histoire de développement, et une vaste datation au radiocarbone à base de charbon de bois (peut-être la plus vaste datation éruptive préhistorique de ce type sur Terre) a amassé un dossier de près de deux cents coulées existantes datées de manière fiable, confirmant cette hypothèse.

Les plus anciennes coulées exposées sur le Mauna Loa seraient les collines Ninole sur son flanc sud, des roches basaltiques subaériennes datant d’environ 100 à 200 mille ans. Elles forment une terrasse contre laquelle se sont accumulées des coulées plus jeunes, fortement érodées et incisées contre sa pente en termes de direction ; on pense que c’est le résultat d’une période d’érosion due à un changement de direction de l’écoulement de la lave causé par l’éboulement préhistorique du volcan. Elles sont suivies par deux unités de coulées de lave séparées par une couche de cendres intermédiaire connue sous le nom de couche de cendres de Pāhala : le basalte plus ancien de Kahuka, exposé de manière éparse sur le rift inférieur sud-ouest, et le basalte plus jeune et beaucoup plus répandu de Kaʻu, qui apparaît plus largement sur le volcan. Les cendres de Pāhala elles-mêmes ont été produites sur une longue période de temps, il y a environ 13 à 30 mille ans, bien que la forte vitrification et les interactions avec les flux post et pré-création aient empêché une datation exacte. Leur âge correspond à peu près à la glaciation du Mauna Loa pendant la dernière période glaciaire, ce qui soulève la possibilité distincte qu’il s’agisse du produit d’une interaction phréatomagmatique entre les glaciers disparus depuis longtemps et les activités éruptives du Mauna Loa.

Les études ont montré qu’un cycle se produit dans lequel l’activité volcanique au sommet est dominante pendant plusieurs centaines d’années, après quoi l’activité se déplace vers les zones de rift pendant plusieurs siècles supplémentaires, puis revient à nouveau au sommet. Deux cycles ont été clairement identifiés, chacun durant 1 500-2 000 ans. Ce comportement cyclique est unique au Mauna Loa parmi les volcans hawaïens. Entre 7 000 et 6 000 ans environ, le Mauna Loa était largement inactif. La cause de cette cessation d’activité n’est pas connue, et aucun hiatus similaire n’a été constaté sur d’autres volcans hawaïens, à l’exception de ceux qui sont actuellement dans la phase post-bouclier. Entre 11 000 et 8 000 ans, l’activité était plus intense qu’aujourd’hui. Cependant, le taux global de croissance du Mauna Loa a probablement commencé à ralentir au cours des 100 000 dernières années, et le volcan pourrait en fait approcher de la fin de sa phase de construction de bouclier en basalte tholéiitique.

Histoire récente

Les anciens Hawaïens étaient présents sur l’île d’Hawaiʻi depuis environ 1 500 ans, mais ils n’ont conservé presque aucun document sur l’activité volcanique de l’île, au-delà de quelques comptes rendus fragmentaires datant de la fin du 18e et du début du 19e siècle. Des éruptions possibles se sont produites vers 1730 et 1750 et quelque temps entre 1780 et 1803. Un missionnaire de Maui a été témoin d’une éruption en juin 1832, mais les 190 km qui séparent les deux îles et le manque de preuves géologiques apparentes ont mis en doute ce témoignage. Ainsi, la première éruption entièrement confirmée historiquement a été un événement de janvier 1843 ; depuis lors, Mauna Loa est entré en éruption 32 fois.

Les éruptions historiques à Mauna Loa sont typiquement hawaïennes et rarement violentes, commençant par l’émergence de fontaines de lave sur un rift de plusieurs kilomètres de long familièrement connu sous le nom de « rideau de feu » (souvent, mais pas toujours, se propageant à partir du sommet de Mauna Loa) et se concentrant finalement à un seul évent, son centre éruptif à long terme. L’activité centrée sur son sommet est généralement suivie d’éruptions latérales jusqu’à quelques mois de distance, et bien que Mauna Loa soit historiquement moins actif que son voisin Kilauea, il a tendance à produire de plus grands volumes de lave sur des périodes plus courtes. La plupart des éruptions sont centrées soit au sommet, soit dans l’une de ses deux principales zones de rift ; au cours des deux cents dernières années, 38 % des éruptions ont eu lieu au sommet, 31 % dans la zone de rift nord-est, 25 % dans la zone de rift sud-ouest et les 6 % restants dans les cheminées nord-ouest. 40 % de la surface du volcan est constituée de laves de moins de mille ans, et 98 % de laves de moins de 10 000 ans. En plus du sommet et des zones de rift, le flanc nord-ouest du Mauna Loa a également été la source de trois éruptions historiques.

L’événement de 1843 a été suivi d’éruptions en 1849, 1851, 1852 et 1855, les coulées de 1855 étant particulièrement étendues. 1859 a marqué la plus grande des trois coulées historiques qui ont été centrées sur le flanc nord-ouest de Mauna Loa, produisant une longue coulée de lave qui a atteint l’océan sur la côte ouest de l’île d’Hawaï, au nord de la baie de Kīholo. Une éruption en 1868 s’est produite en même temps que l’énorme tremblement de terre d’Hawaii de 1868, un événement de magnitude huit qui a fait 77 victimes et qui reste le plus grand tremblement de terre à avoir jamais touché l’île. Après une nouvelle activité en 1871, le Mauna Loa a connu une activité presque continue d’août 1872 à 1877, une éruption longue et volumineuse qui a duré environ 1 200 jours et n’a jamais dépassé son sommet. Une brève éruption d’une journée en 1877 était inhabituelle car elle s’est produite sous l’eau, dans la baie de Kealakekua, et à moins d’un kilomètre du rivage ; des curieux s’approchant de la zone en bateau ont signalé des eaux inhabituellement turbulentes et des blocs de lave durcie flottant occasionnellement. D’autres éruptions se sont produites en 1879, puis deux fois en 1880, la dernière s’étant prolongée en 1881 et étant venue dans les limites actuelles de la plus grande ville de l’île, Hilo ; cependant, à l’époque, l’établissement était un village riverain situé plus bas sur la pente du volcan, et n’a donc pas été affecté.

Le Mauna Loa a poursuivi son activité, et parmi les éruptions qui se sont produites en 1887, 1892, 1896, 1899, 1903 (deux fois), 1907, 1914, 1916, 1919 et 1926, trois (en 1887, 1919 et 1926) étaient partiellement subaériennes. L’éruption de 1926 en particulier est remarquable pour avoir inondé d’un village près de Hoʻōpūloa, détruisant 12 maisons, une église, et un petit port. Après un événement survenu en 1933, l’éruption du Mauna Loa en 1935 a provoqué une crise publique lorsque ses écoulements ont commencé à se diriger vers Hilo. Une opération de bombardement a été décidée pour tenter de détourner les flux, planifiée par le lieutenant-colonel de l’époque, George S. Patton. Le bombardement, effectué le 27 décembre, a été déclaré un succès par Thomas A. Jaggar, directeur de l’Observatoire hawaïen des volcans, et la lave a cessé de couler le 2 janvier 1936. Cependant, le rôle que le bombardement a joué dans la fin de l’éruption a depuis été fortement contesté par les volcanologues. Un événement plus long mais lié au sommet en 1940 était comparativement moins intéressant.

L’éruption de 1942 du Mauna Loa s’est produite seulement quatre mois après l’attaque de Pearl Harbor et l’entrée des États-Unis dans la Seconde Guerre mondiale, et a créé un problème unique pour les États-Unis en temps de guerre. La luminosité de l’éruption, qui s’est produite pendant une coupure de courant nocturne sur l’île, a contraint le gouvernement à imposer un bâillon à la presse locale, dans l’espoir d’empêcher la propagation de la nouvelle, de peur que les Japonais ne l’utilisent pour lancer un bombardement sur l’île. Cependant, alors que les coulées de l’éruption se répandaient rapidement le long du flanc du volcan et menaçaient le canal ʻOlaʻa, principale source d’eau de Mountain View, l’armée de l’air américaine décida de larguer ses propres bombes sur l’île dans l’espoir de rediriger les coulées loin du canal ; seize bombes pesant entre 300 et 600 lb (136 et 272 kg) chacune furent larguées sur l’île, mais eurent peu d’effet. Finalement, l’éruption a cessé d’elle-même.

Après un événement survenu en 1949, la prochaine éruption majeure au Mauna Loa s’est produite en 1950. Provenant de la zone de rift sud-ouest du volcan, l’éruption reste le plus grand événement de rift dans l’histoire moderne du volcan, durant 23 jours, émettant 376 millions de mètres cubes de lave, et atteignant 24 km (15 mi) l’océan en 3 heures. L’éruption de 1950 n’a pas été la plus volumineuse de l’histoire du volcan (la longue éruption de 1872-1877 a produit plus de deux fois plus de matériaux), mais elle a été sans conteste l’une des plus rapides, produisant la même quantité de lave que l’éruption de 1859 en un dixième du temps. Les coulées ont dépassé le village de Hoʻokena-mauka dans le sud de Kona, ont traversé la route 11 d’Hawaï et ont atteint la mer dans les quatre heures suivant l’éruption. Bien qu’il n’y ait pas eu de perte de vie, le village a été définitivement détruit. Après l’événement de 1950, Mauna Loa est entré dans une longue période d’inactivité, interrompue seulement par un petit sommet d’une journée en 1975. Cependant, il est revenu à la vie en 1984, se manifestant d’abord au sommet du Mauna Loa, puis produisant une coulée ‘a’a étroite et canalisée qui a progressé vers le bas de la pente à moins de 6 km de Hilo, suffisamment près pour illuminer la ville la nuit. Cependant, le flux ne s’est pas rapproché, car deux levées naturelles plus loin sur son chemin ont par conséquent cassé et détourné les flux actifs.

Mauna Loa n’est pas entré en éruption depuis, et à partir de 2020, le volcan est resté calme pendant plus de 35 ans, sa plus longue période de calme dans l’histoire enregistrée. Sans compter l’activité mineure de 1975, le Mauna Loa a été inactif pendant une période de 34 ans entre 1950 et 1984. Son inactivité récente n’est très probablement pas à long terme, car même un siècle de faible activité est une période très courte dans l’histoire de plusieurs centaines de milliers d’années de Mauna Loa.

Dangers

Le Mauna Loa a été désigné comme un volcan de la décennie, l’un des seize volcans identifiés par l’Association internationale de volcanologie et de chimie de l’intérieur de la Terre (IAVCEI) comme méritant une étude particulière à la lumière de leur histoire d’éruptions importantes et destructrices et de leur proximité avec des zones habitées. Le United States Geological Survey tient à jour une cartographie des zones de danger de l’île établie sur une échelle de un à neuf, les zones les plus dangereuses correspondant aux plus petits chiffres. Sur la base de cette classification, la caldeira du sommet du Mauna Loa, en activité permanente, et les zones de rift ont été classées au niveau 1. Une grande partie de la zone entourant immédiatement les zones de rift est considérée comme étant de niveau 2, et environ 20 % de la zone a été recouverte de lave au cours de l’histoire. La majeure partie du reste du volcan est classée au niveau de risque 3, et environ 15 à 20 % de cette zone a été recouverte de coulées au cours des 750 dernières années. Cependant, deux sections du volcan, la première dans la région de Naalehu et la seconde sur le flanc sud-est de la zone de rift du Mauna Loa, sont protégées de l’activité éruptive par la topographie locale, et ont donc été désignées comme étant de niveau de danger 6, comparable à un segment isolé similaire sur le Kīlauea.

Bien que les éruptions volcaniques à Hawaiʻi fassent rarement des victimes (le seul décès historique direct dû à l’activité volcanique sur l’île s’est produit au Kīlauea en 1924, lorsqu’une éruption exceptionnellement explosive a projeté des roches sur un spectateur), les dommages matériels dus à l’inondation par la lave sont un danger courant et coûteux. Les éruptions de type hawaïen produisent généralement des coulées extrêmement lentes qui avancent au pas, présentant peu de danger pour la vie humaine, mais ce n’est pas strictement le cas ; l’éruption de Mauna Loa en 1950 a émis autant de lave en trois semaines que la récente éruption de Kīlauea en trois ans et a atteint le niveau de la mer dans les quatre heures qui ont suivi son début, recouvrant le village de Hoʻokena Mauka et une autoroute majeure sur son chemin. Une éruption antérieure en 1926 a envahi le village de Hoʻōpūloa Makai, et Hilo, en partie construit sur des laves de l’éruption de 1880-81, est menacé par de futures éruptions. L’éruption de 1984 a presque atteint la ville, mais s’est arrêtée net après que le flux ait été redirigé en amont.

Un danger potentiellement plus important au Mauna Loa est un effondrement soudain et massif des flancs du volcan, comme celui qui a frappé le flanc ouest du volcan il y a entre 100 000 et 200 000 ans et a formé l’actuelle baie de Kealakekua. Les lignes de faille profondes sont une caractéristique commune des volcans hawaïens, permettant à de grandes parties de leurs flancs de glisser progressivement vers le bas et de former des structures telles que l’effondrement de Hilina et les anciennes collines de Ninole ; de grands tremblements de terre pourraient déclencher des effondrements rapides de flancs le long de ces lignes, créant des glissements de terrain massifs et pouvant déclencher des tsunamis tout aussi importants. Des études sous-marines ont révélé de nombreux glissements de terrain le long de la chaîne hawaïenne et des preuves de deux tsunamis géants de ce type : Il y a 200 000 ans, Molokaʻi a connu un tsunami de 75 m et il y a 100 000 ans, un mégatsunami de 325 m a frappé Lānaʻi. Un exemple plus récent des risques associés aux effondrements s’est produit en 1975, lorsque l’effondrement de Hilina a soudainement fait une embardée de plusieurs mètres vers l’avant, déclenchant un tremblement de terre de 7,2 Mw et un tsunami de 14 m (46 ft) qui a tué deux campeurs à Halape.

Surveillance

Établi sur le Kīlauea en 1912, l’Observatoire des volcans hawaïens (HVO), actuellement une branche de l’United States Geological Survey, est la principale organisation associée à la surveillance, à l’observation et à l’étude des volcans hawaïens. Thomas A. Jaggar, le fondateur de l’observatoire, a tenté une expédition au sommet du Mauna Loa pour observer son éruption de 1914, mais il a été rebuté par la dureté du voyage (voir Ascensions). Après avoir sollicité l’aide de Lorrin A. Thurston, il est parvenu en 1915 à persuader l’armée américaine de construire une « route simple vers le sommet » à l’usage du public et des scientifiques, un projet achevé en décembre de la même année ; l’observatoire a maintenu une présence sur le volcan depuis lors.

Les éruptions sur Mauna Loa sont presque toujours précédées et accompagnées d’épisodes prolongés d’activité sismique, dont la surveillance était le principal et souvent le seul mécanisme d’alerte dans le passé et qui reste viable aujourd’hui. Des stations sismiques ont été maintenues sur Hawaiʻi depuis la création de l’Observatoire, mais elles étaient concentrées principalement sur Kīlauea, la couverture sur Mauna Loa ne s’améliorant que lentement au cours du XXe siècle. Suite à l’invention d’équipements de surveillance modernes, l’épine dorsale du système de surveillance actuel a été installée sur le volcan dans les années 1970. L’éruption du Mauna Loa de juillet 1975 a été précédée de plus d’un an d’agitation sismique, le HVO ayant émis des avertissements au grand public dès la fin de 1974 ; l’éruption de 1984 a été de même précédée de pas moins de trois ans d’activité sismique inhabituellement élevée, les volcanologues ayant prédit une éruption dans les deux ans en 1983.

Le système de surveillance moderne du Mauna Loa est constitué non seulement de son réseau sismique local, mais aussi d’un grand nombre de stations GPS, de tiltmeters et de strainmeters qui ont été ancrés sur le volcan pour surveiller la déformation du sol due au gonflement de la chambre magmatique souterraine du Mauna Loa, ce qui présente une image plus complète des événements qui précèdent l’activité éruptive. Le réseau GPS est le plus durable et le plus étendu des trois systèmes, tandis que les tiltmètres fournissent les données prédictives les plus sensibles, mais sont sujets à des résultats erronés sans rapport avec la déformation réelle du sol ; néanmoins, une ligne de sondage traversant la caldeira a mesuré une augmentation de 76 mm de sa largeur au cours de l’année précédant l’éruption de 1975, et une augmentation similaire lors de l’éruption de 1984. Les extensomètres, en revanche, sont relativement rares. L’Observatoire maintient également deux détecteurs de gaz à Mokuʻāweoweo, la caldeira sommitale du Mauna Loa, ainsi qu’une webcam en direct accessible au public et des projections occasionnelles par imagerie radar interférométrique à ouverture synthétique.