Mauna Loa

Eruzioni preistoriche

Per aver raggiunto le sue enormi dimensioni entro i suoi relativamente brevi (geologicamente parlando) 600.000 – 1.000.000 anni di vita, Mauna Loa sarebbe logicamente dovuto crescere molto rapidamente nel corso della sua storia di sviluppo, e la datazione al radiocarbonio basata sul carbone (forse la più estesa datazione eruttiva preistorica sulla Terra) ha accumulato un record di quasi duecento colate esistenti datate in modo affidabile che confermano questa ipotesi.

Le più antiche colate esposte su Mauna Loa si pensa siano le Ninole Hills sul suo fianco meridionale, roccia basaltica subaerea risalente a circa 100-200 mila anni fa. Esse formano una terrazza contro la quale si sono arenate le colate più giovani, fortemente erose e incise contro il suo pendio in termini di direzione; si ritiene che questo sia il risultato di un periodo di erosione a causa di un cambiamento nella direzione del flusso di lava causato dal crollo preistorico del vulcano. Questi sono seguiti da due unità di flussi di lava separati da uno strato di cenere intermedio noto come lo strato di cenere Pāhala: il più antico basalto Kahuka, scarsamente esposto sulla spaccatura inferiore sud-ovest, e il più giovane e molto più diffuso basalto Kaʻu, che appare più ampiamente sul vulcano. Le stesse ceneri di Pāhala sono state prodotte in un lungo periodo di tempo, circa 13-30 mila anni fa, anche se la pesante vetrificazione e le interazioni con i flussi post e pre-creazione hanno impedito una datazione esatta. La loro età corrisponde approssimativamente alla glaciazione di Mauna Loa durante l’ultima era glaciale, sollevando la netta possibilità che siano il prodotto dell’interazione freatomagmatica tra i ghiacciai scomparsi da tempo e le attività eruttive di Mauna Loa.

Gli studi hanno dimostrato che si verifica un ciclo in cui l’attività vulcanica sulla cima è dominante per diverse centinaia di anni, dopo di che l’attività si sposta nelle zone di rift per diversi altri secoli e poi di nuovo sulla cima. Due cicli sono stati chiaramente identificati, ciascuno della durata di 1.500-2.000 anni. Questo comportamento ciclico è unico per il Mauna Loa tra i vulcani hawaiani. Tra circa 7.000 e 6.000 anni fa Mauna Loa era in gran parte inattivo. La causa di questa cessazione dell’attività non è nota, e nessuna pausa simile è stata trovata in altri vulcani hawaiani, ad eccezione di quelli attualmente in fase di post-scudo. Tra 11.000 e 8.000 anni fa, l’attività era più intensa di oggi. Tuttavia, il tasso generale di crescita del Mauna Loa ha probabilmente iniziato a rallentare negli ultimi 100.000 anni, e il vulcano potrebbe infatti essere vicino alla fine della sua fase di costruzione dello scudo in basalto tholeiitico.

Storia recente

Gli antichi hawaiani sono stati presenti sull’isola di Hawaiʻi per circa 1.500 anni, ma non hanno conservato quasi nessuna documentazione sull’attività vulcanica dell’isola, oltre a pochi frammentari racconti risalenti alla fine del XVIII e all’inizio del XIX secolo. Possibili eruzioni si sono verificate intorno al 1730 e al 1750 e in qualche momento durante il 1780 e il 1803. Un’eruzione del giugno 1832 fu testimoniata da un missionario a Maui, ma i 190 km (118 miglia) tra le due isole e la mancanza di prove geologiche apparenti hanno messo in dubbio questa testimonianza. Così la prima eruzione testimoniata storicamente e interamente confermata fu un evento del gennaio 1843; da allora Mauna Loa ha eruttato 32 volte.

Le eruzioni storiche di Mauna Loa sono tipicamente di carattere hawaiano e raramente violente, iniziando con l’emergere di fontane di lava su una spaccatura lunga diversi chilometri colloquialmente conosciuta come la “cortina di fuoco” (spesso, ma non sempre, che si propaga dalla cima di Mauna Loa) e alla fine si concentrano in una singola bocca, il suo centro eruttivo a lungo termine. Le attività centrate sulla sua cima sono di solito seguite da eruzioni laterali fino a pochi mesi di distanza, e anche se Mauna Loa è storicamente meno attivo di quello del suo vicino Kilauea, tende a produrre maggiori volumi di lava in periodi di tempo più brevi. La maggior parte delle eruzioni sono centrate sulla cima o su una delle due principali zone di spaccatura; negli ultimi duecento anni, il 38% delle eruzioni si sono verificate sulla cima, il 31% sulla zona di spaccatura di nord-est, il 25% sulla zona di spaccatura di sud-ovest e il restante 6% dalle bocchette di nord-ovest. Il 40% della superficie del vulcano consiste di lave di meno di mille anni e il 98% di lave di meno di 10.000 anni. Oltre alle zone sommitali e alle fratture, il fianco nord-occidentale del Mauna Loa è stato anche la fonte di tre eruzioni storiche.

L’evento del 1843 fu seguito dalle eruzioni del 1849, 1851, 1852 e 1855, con i flussi del 1855 particolarmente estesi. Il 1859 ha segnato la più grande delle tre colate storiche che sono state centrate sul fianco nord-occidentale di Mauna Loa, producendo una lunga colata di lava che ha raggiunto l’oceano sulla costa occidentale dell’isola di Hawaii, a nord di Kīholo Bay. Un’eruzione nel 1868 avvenne insieme all’enorme terremoto delle Hawaii del 1868, un evento di magnitudo otto che causò 77 vittime e rimane il più grande terremoto che abbia mai colpito l’isola. Dopo un’ulteriore attività nel 1871, Mauna Loa sperimentò un’attività quasi continua dall’agosto 1872 al 1877, un’eruzione lunga e voluminosa che durò circa 1.200 giorni e non andò mai oltre la sua cima. Una breve eruzione di un solo giorno nel 1877 fu insolita in quanto ebbe luogo sott’acqua, nella baia di Kealakekua, ed entro un miglio dalla linea di costa; curiosi che si avvicinavano alla zona in barca riferirono di acque insolitamente turbolente e di occasionali blocchi galleggianti di lava indurita. Altre eruzioni si verificarono nel 1879 e poi due volte nel 1880, l’ultima delle quali si estese nel 1881 e arrivò entro gli attuali confini della più grande città dell’isola, Hilo; tuttavia, a quel tempo, l’insediamento era un villaggio sulla riva del mare situato più in basso sul pendio del vulcano, e quindi non fu colpito.

Mauna Loa ha continuato la sua attività, e delle eruzioni avvenute nel 1887, 1892, 1896, 1899, 1903 (due volte), 1907, 1914, 1916, 1919, e 1926, tre (nel 1887, 1919, e 1926) erano parzialmente subaeree. L’eruzione del 1926 in particolare è degna di nota per aver inondato un villaggio vicino a Hoʻōpūloa, distruggendo 12 case, una chiesa e un piccolo porto. Dopo un evento nel 1933, l’eruzione del 1935 del Mauna Loa causò una crisi pubblica quando i suoi flussi iniziarono a dirigersi verso Hilo. Fu decisa un’operazione di bombardamento per cercare di deviare i flussi, pianificata dall’allora tenente colonnello George S. Patton. Il bombardamento, condotto il 27 dicembre, fu dichiarato un successo da Thomas A. Jaggar, direttore dell’Hawaiian Volcano Observatory, e la lava smise di scorrere entro il 2 gennaio 1936. Tuttavia, il ruolo giocato dal bombardamento nel porre fine all’eruzione è stato pesantemente contestato dai vulcanologi. Un evento più lungo ma legato alla cima nel 1940 fu relativamente meno interessante.

L’eruzione di Mauna Loa nel 1942 avvenne solo quattro mesi dopo l’attacco a Pearl Harbor e l’entrata degli Stati Uniti nella seconda guerra mondiale, e creò un problema unico per gli Stati Uniti in tempo di guerra. Avvenuta durante un blackout notturno forzato sull’isola, la luminosità dell’eruzione costrinse il governo ad emettere un ordine di bavaglio sulla stampa locale, sperando di evitare che la notizia del suo verificarsi si diffondesse, per paura che i giapponesi la usassero per lanciare un bombardamento sull’isola. Tuttavia, poiché i flussi dell’eruzione si diffusero rapidamente lungo il fianco del vulcano e minacciarono il canale di ʻOlaʻa, la principale fonte d’acqua di Mountain View, la United States Army Air Force decise di sganciare le proprie bombe sull’isola nella speranza di reindirizzare i flussi lontano dal canale; sedici bombe del peso di 300 e 600 libbre (136 e 272 kg) ciascuna furono sganciate sull’isola, ma produssero poco effetto. Alla fine, l’eruzione cessò da sola.

Dopo un evento del 1949, la successiva grande eruzione del Mauna Loa avvenne nel 1950. Originata dalla zona di spaccatura sud-occidentale del vulcano, l’eruzione rimane il più grande evento di spaccatura nella storia moderna del vulcano, durando 23 giorni, emettendo 376 milioni di metri cubi di lava, e raggiungendo 24 km (15 mi) l’oceano entro 3 ore. L’eruzione del 1950 non è stata l’eruzione più voluminosa del vulcano (il lungo evento del 1872-1877 ha prodotto più del doppio del materiale), ma è stata facilmente una delle più veloci, producendo la stessa quantità di lava dell’eruzione del 1859 in un decimo del tempo. Le colate hanno superato il villaggio di Hoʻokena-mauka a South Kona, hanno attraversato la Hawaii Route 11, e hanno raggiunto il mare entro quattro ore dall’eruzione. Anche se non ci furono perdite di vite umane, il villaggio fu distrutto in modo permanente. Dopo l’evento del 1950, Mauna Loa entrò in un lungo periodo di quiescenza, interrotto solo da un piccolo evento di un solo giorno nel 1975. Tuttavia, ha ripreso vita nel 1984, manifestandosi prima sulla cima di Mauna Loa, e poi producendo un flusso stretto e canalizzato ‘a’a che è avanzato verso il basso entro 6 km (4 miglia) da Hilo, abbastanza vicino da illuminare la città durante la notte. Tuttavia, il flusso non si avvicinò, poiché due argini naturali più in alto nel suo percorso si ruppero di conseguenza e deviarono i flussi attivi.

Mauna Loa non ha più eruttato da allora, e dal 2020, il vulcano è rimasto tranquillo per oltre 35 anni, il suo più lungo periodo di tranquillità nella storia registrata. Anche se non contando l’attività minore del 1975, Mauna Loa è stato inattivo per un periodo di 34 anni tra il 1950 e il 1984. La sua recente inattività molto probabilmente non è a lungo termine, in quanto anche un secolo di bassa attività è un periodo molto breve nella storia di Mauna Loa di diverse centinaia di migliaia di anni.

Pericoli

Mauna Loa è stato designato un Vulcano del Decennio, uno dei sedici vulcani identificati dall’Associazione Internazionale di Vulcanologia e Chimica dell’Interno della Terra (IAVCEI) come degni di uno studio particolare alla luce della loro storia di grandi eruzioni distruttive e della vicinanza a zone popolate. La United States Geological Survey mantiene una mappatura delle zone di pericolo dell’isola fatta su una scala da uno a nove, con le aree più pericolose corrispondenti ai numeri più piccoli. Sulla base di questa classificazione, la caldera sommitale di Mauna Loa, continuamente attiva, e le zone di frattura hanno ricevuto una designazione di livello uno. Gran parte dell’area immediatamente circostante le zone di rift è considerata di livello due, e circa il 20% dell’area è stata coperta di lava in tempi storici. Gran parte del resto del vulcano è di livello di rischio tre, e circa il 15-20% è stato coperto da colate negli ultimi 750 anni. Tuttavia, due sezioni del vulcano, la prima nella zona di Naalehu e la seconda sul fianco sud-orientale della zona di spaccatura del Mauna Loa, sono protette dall’attività eruttiva dalla topografia locale, e sono state quindi designate con livello di pericolo 6, paragonabile a un segmento isolato simile sul Kīlauea.

Anche se le eruzioni vulcaniche alle Hawaii raramente producono vittime (l’unica fatalità storica diretta dovuta all’attività vulcanica sull’isola si è verificata al Kīlauea nel 1924, quando un’eruzione insolitamente esplosiva ha scagliato rocce contro uno spettatore), i danni alla proprietà dovuti all’inondazione di lava sono un pericolo comune e costoso. Le eruzioni di tipo hawaiano di solito producono flussi estremamente lenti che avanzano a passo d’uomo, presentando pochi pericoli per la vita umana, ma questo non è strettamente il caso; l’eruzione del Mauna Loa del 1950 ha emesso tanta lava in tre settimane quanta ne ha prodotta la recente eruzione del Kīlauea in tre anni e ha raggiunto il livello del mare entro quattro ore dal suo inizio, travolgendo il villaggio di Hoʻokena Mauka e una grande autostrada lungo la strada. Una precedente eruzione nel 1926 ha travolto il villaggio di Hoʻōpūloa Makai, e Hilo, in parte costruita sulle lave dell’eruzione del 1880-81, è a rischio di future eruzioni. L’eruzione del 1984 ha quasi raggiunto la città, ma si è fermata poco dopo che il flusso è stato reindirizzato a monte.

Un pericolo potenzialmente maggiore al Mauna Loa è un improvviso, massiccio collasso dei fianchi del vulcano, come quello che ha colpito il fianco occidentale del vulcano tra 100.000 e 200.000 anni fa e ha formato l’attuale Kealakekua Bay. Le linee di faglia profonde sono una caratteristica comune dei vulcani hawaiani, permettendo ad ampie porzioni dei loro fianchi di scivolare gradualmente verso il basso e formando strutture come l’Hilina Slump e le antiche Ninole Hills; grandi terremoti potrebbero innescare rapidi crolli dei fianchi lungo queste linee, creando enormi frane e possibilmente innescando tsunami altrettanto grandi. Indagini sottomarine hanno rivelato numerose frane lungo la catena hawaiana e prove di due eventi tsunami giganteschi: 200.000 anni fa, Molokaʻi ha sperimentato uno tsunami di 75 m (246 piedi), e 100.000 anni fa un megatsunami alto 325 m (1.066 piedi) ha colpito Lānaʻi. Un esempio più recente dei rischi associati ai crolli si è verificato nel 1975, quando il crollo di Hilina si è improvvisamente sporto in avanti di diversi metri, innescando un terremoto di 7,2 Mw e uno tsunami di 14 m che ha ucciso due campeggiatori ad Halape.

Monitoraggio

Stabilito sul Kīlauea nel 1912, l’Hawaiian Volcano Observatory (HVO), attualmente una branca dello United States Geological Survey, è la principale organizzazione associata al monitoraggio, all’osservazione e allo studio dei vulcani hawaiani. Thomas A. Jaggar, il fondatore dell’osservatorio, tentò una spedizione in cima al Mauna Loa per osservarne l’eruzione del 1914, ma fu respinto dall’arduo percorso richiesto (vedi Ascensioni). Dopo aver sollecitato l’aiuto di Lorrin A. Thurston, nel 1915 riuscì a persuadere l’esercito degli Stati Uniti a costruire un “percorso semplice verso la cima” per uso pubblico e scientifico, un progetto completato nel dicembre dello stesso anno; l’Osservatorio ha mantenuto una presenza sul vulcano da allora.

Le eruzioni su Mauna Loa sono quasi sempre precedute e accompagnate da episodi prolungati di attività sismica, il cui monitoraggio era il principale e spesso unico meccanismo di avvertimento in passato e che rimane valido anche oggi. Stazioni sismiche sono state mantenute alle Hawaii fin dall’inizio dell’Osservatorio, ma queste erano concentrate principalmente su Kīlauea, con una copertura su Mauna Loa migliorata solo lentamente nel corso del 20° secolo. In seguito all’invenzione di moderne attrezzature di monitoraggio, la spina dorsale dell’attuale sistema di monitoraggio è stata installata sul vulcano negli anni ’70. L’eruzione di Mauna Loa del luglio 1975 è stata preceduta da più di un anno di agitazione sismica, con l’HVO che ha emesso avvertimenti al pubblico dalla fine del 1974; l’eruzione del 1984 è stata analogamente preceduta da ben tre anni di attività sismica insolitamente elevata, con i vulcanologi che hanno previsto un’eruzione entro due anni nel 1983.

Il moderno sistema di monitoraggio di Mauna Loa è costituito non solo dalla sua rete sismica locale, ma anche da un gran numero di stazioni GPS, inclinometri e strainmetri che sono stati ancorati sul vulcano per monitorare la deformazione del suolo dovuta al rigonfiamento della camera magmatica sotterranea di Mauna Loa, che presenta un quadro più completo degli eventi che procedono l’attività eruttiva. La rete GPS è il più durevole e ampio dei tre sistemi, mentre i tiltmetri forniscono i dati predittivi più sensibili, ma sono inclini a risultati erronei non collegati alla reale deformazione del suolo; tuttavia una linea di rilevamento attraverso la caldera ha misurato un aumento di 76 mm (3 pollici) nella sua larghezza nell’anno precedente l’eruzione del 1975, e un aumento simile nell’eruzione del 1984. Gli estensimetri, al contrario, sono relativamente rari. L’Osservatorio mantiene anche due rilevatori di gas a Mokuʻāweoweo, la caldera sommitale di Mauna Loa, così come una webcam dal vivo accessibile al pubblico e occasionali proiezioni di immagini radar ad apertura sintetica interferometrica.