Förhistoriska utbrott
En askkula och omgivande flöden på Mauna Loa
Att den har nått sin enorma storlek under sin relativt korta (geologiskt sett) livslängd på 600 000 till 1 000 000 år, Mauna Loa skulle logiskt sett ha varit tvungen att växa extremt snabbt under sin utvecklingshistoria, och omfattande kolbaserad koldioxiddatering (kanske den mest omfattande sådana förhistoriska eruptiva dateringar på jorden) har samlat på sig nästan tvåhundra tillförlitligt daterade existerande flöden som bekräftar denna hypotes.
De äldsta exponerade flödena på Mauna Loa tros vara Ninole Hills på dess södra flank, subaeriala basaltstenar som daterar sig cirka 100 till 200 000 år tillbaka i tiden. De bildar en terrass mot vilken yngre flöden sedan dess har bankats, kraftigt eroderade och snitslade mot dess sluttning när det gäller riktning; detta tros vara resultatet av en erosionsperiod på grund av en förändring av lavaflödesriktningen som orsakats av vulkanens förhistoriska ras. Dessa följs av två enheter av lavaflöden som skiljs åt av ett mellanliggande asklager som kallas Pāhala-askskiktet: den äldre Kahuka-basalten, som är sparsamt exponerad på den nedre sydvästra sprickan, och den yngre och mycket mer utbredda Kaʻu-basalten, som förekommer mer allmänt på vulkanen. Själva Pāhala-askan producerades under en lång tidsperiod för cirka 13 till 30 000 år sedan, även om kraftig vitrifiering och interaktioner med flöden efter och före skapelsen har hindrat exakt datering. Deras ålder motsvarar i stort sett glaciationen av Mauna Loa under den senaste istiden, vilket ger upphov till den tydliga möjligheten att den är en produkt av en freatomagmatisk interaktion mellan de sedan länge försvunna glaciärerna och Mauna Loas eruptiva verksamhet.
Studier har visat att det uppstår en cykel där den vulkaniska aktiviteten vid toppen dominerar under flera hundra år, varefter aktiviteten flyttas till sprickzonerna under ytterligare flera århundraden, för att sedan återgå till toppen igen. Man har tydligt identifierat två cykler som vardera varar 1 500-2 000 år. Detta cykliska beteende är unikt för Mauna Loa bland Hawaiis vulkaner. Mellan cirka 7 000 och 6 000 år sedan var Mauna Loa i stort sett inaktiv. Orsaken till detta upphörande av aktiviteten är inte känd, och ingen känd liknande paus har hittats på andra Hawaiivulkaner utom de som för närvarande befinner sig i sköldstadiet. Mellan 11 000 och 8 000 år sedan var aktiviteten intensivare än idag. Mauna Loas totala tillväxttakt har dock troligen börjat avta under de senaste 100 000 åren, och vulkanen kan i själva verket närma sig slutet av sin tholeiitiska basaltsköldbildningsfas.
Nyare historia
Lavafontäner och a’a-kanalflöde från Mauna Loa, 1984
Förrtida hawaiianer har funnits på Hawaiʻi-ön i cirka 1 500 år, men de bevarade nästan inga dokument om den vulkaniska aktiviteten på ön, utöver några få fragmentariska redogörelser som daterar sig till slutet av 1700-talet och början av 1800-talet. Möjliga utbrott inträffade runt 1730 och 1750 och någon gång under 1780 och 1803. Ett utbrott i juni 1832 bevittnades av en missionär på Maui, men de 190 km som skiljer de två öarna åt och bristen på uppenbara geologiska bevis har gjort att detta vittnesmål är tveksamt. Det första helt bekräftade historiskt bevittnade utbrottet var alltså i januari 1843. Sedan dess har Mauna Loa haft 32 utbrott.
Historiska utbrott vid Mauna Loa är typiskt hawaiiska till sin karaktär och sällan våldsamma. De börjar med uppkomsten av lavafontäner över en flera kilometer lång spricka som i dagligt tal kallas för ”eldridån” (som ofta, men inte alltid, utbreder sig från Mauna Loas topp) och koncentrerar sig så småningom till en enda utbrottsöppning, som är dess långvariga eruptiva centrum. Aktivitet som är centrerad kring toppen följs vanligtvis av utbrott i flankerna på upp till några månaders avstånd, och även om Mauna Loa historiskt sett är mindre aktiv än sin granne Kilauea, tenderar den att producera större volymer lava under kortare tidsperioder. De flesta utbrotten är centrerade vid antingen toppen eller någon av dess två stora sprickzoner; under de senaste tvåhundra åren har 38 procent av utbrotten inträffat vid toppen, 31 procent vid den nordöstra sprickzonen, 25 procent vid den sydvästra sprickzonen och de återstående 6 procenten från nordvästliga skorstenar. 40 procent av vulkanens yta består av lava som är mindre än tusen år gammal och 98 procent av lava som är mindre än 10 000 år gammal. Förutom toppen och sprickzonerna har Mauna Loas nordvästra flank också varit källan till tre historiska utbrott.
Händelsen 1843 följdes av utbrott 1849, 1851, 1852 och 1855, där flödet 1855 var särskilt omfattande. År 1859 markerade det största av de tre historiska flödena som har varit centrerade på Mauna Loas nordvästra flank och gav upphov till ett långt lavaflöde som nådde havet på Hawaiiöns västkust, norr om Kīholo Bay. Ett utbrott 1868 inträffade samtidigt med den enorma jordbävningen på Hawaii 1868, en händelse av magnitud åtta som krävde 77 liv och som fortfarande är den största jordbävning som någonsin drabbat ön. Efter ytterligare aktivitet 1871 upplevde Mauna Loa nästan kontinuerlig aktivitet från augusti 1872 till 1877, ett långvarigt och omfattande utbrott som varade i cirka 1 200 dagar och aldrig rörde sig bortom toppen. Ett kort utbrott under en enda dag 1877 var ovanligt eftersom det ägde rum under vattnet, i Kealakekua Bay och inom en mil från strandlinjen; nyfikna åskådare som närmade sig området i båtar rapporterade om ovanligt turbulent vatten och enstaka flytande block av härdad lava. Ytterligare utbrott inträffade 1879 och sedan två gånger 1880, varav det sistnämnda utbrottet sträckte sig in i 1881 och kom inom de nuvarande gränserna för öns största stad, Hilo. Vid den tidpunkten var dock bosättningen en by vid stranden som låg längre ner på vulkanens sluttning, och var därför opåverkad.
Klickbar bildkarta av United States Geological Survey’s farokartläggning för Hawaiiön; de lägsta siffrorna motsvarar de högsta risknivåerna.
Mauna Loa fortsatte sin aktivitet, och av de utbrott som inträffade 1887, 1892, 1896, 1899, 1903 (två gånger), 1907, 1914, 1916, 1919 och 1926 var tre (1887, 1919 och 1926) delvis subaeriska. Utbrottet 1926 är särskilt anmärkningsvärt eftersom det översvämmade en by nära Hoʻōpūloa och förstörde 12 hus, en kyrka och en liten hamn. Efter en händelse 1933 orsakade Mauna Loas utbrott 1935 en offentlig kris när dess flöden började röra sig mot Hilo. Man beslutade om en bomboperation för att försöka avleda flödena, som planerades av dåvarande överstelöjtnant George S. Patton. Bombningen, som genomfördes den 27 december, förklarades framgångsrik av Thomas A. Jaggar, chef för Hawaiian Volcano Observatory, och lavan slutade rinna den 2 januari 1936. Den roll som bombningen spelade för att stoppa utbrottet har dock sedan dess starkt ifrågasatts av vulkanologer. En längre men toppbunden händelse 1940 var jämförelsevis mindre intressant.
Mauna Loas utbrott 1942 inträffade bara fyra månader efter attacken på Pearl Harbor och USA:s inträde i andra världskriget, och skapade ett unikt problem för USA i krigstid. Utbrottet inträffade under en påtvingad mörkläggning på ön och dess ljusstyrka tvingade regeringen att utfärda en munkavle för den lokala pressen i hopp om att förhindra att nyheten om utbrottet spreds, av rädsla för att japanerna skulle använda det för att inleda en bombning av ön. När strömmarna från utbrottet snabbt spred sig längs vulkanens flank och hotade ʻOlaʻa flume, Mountain View’s främsta vattenkälla, beslöt USA:s arméflygvapen att släppa sina egna bomber på ön i hopp om att styra om strömmarna bort från flume. 16 bomber med en vikt på 136-272 kg vardera släpptes på ön, men de hade liten effekt. Så småningom upphörde utbrottet av sig självt.
Efter en händelse 1949 inträffade nästa större utbrott vid Mauna Loa 1950. Utbrottet, som hade sitt ursprung i vulkanens sydvästra sprickzon, är fortfarande den största sprickhändelsen i vulkanens moderna historia. Det varade i 23 dagar, släppte ut 376 miljoner kubikmeter lava och nådde 24 km ut i havet inom tre timmar. Utbrottet 1950 var inte det mest omfattande utbrottet på vulkanen (den långvariga händelsen 1872-1877 producerade mer än dubbelt så mycket material), men det var utan tvekan ett av de snabbast verkande, då det producerade samma mängd lava som utbrottet 1859 på en tiondel av tiden. Flöden överflyttade byn Hoʻokena-mauka i södra Kona, korsade Hawaii Route 11 och nådde havet inom fyra timmar efter utbrottet. Även om det inte förekom några dödsfall, förstördes byn permanent. Efter händelsen 1950 gick Mauna Loa in i en längre period av vila, som endast avbröts av en liten topphändelse under en enda dag 1975. Den mullrade dock upp till liv igen 1984 och visade sig först på Mauna Loas topp och gav sedan upphov till ett smalt, kanaliserat ’a’a-flöde som avancerade nedåt inom en radie av 6 km från Hilo, tillräckligt nära för att lysa upp staden nattetid. Flödet kom dock inte närmare, eftersom två naturliga vallar längre upp på dess väg följaktligen bröts och avledde aktiva flöden.
Mauna Loa har inte haft något utbrott sedan dess, och från och med 2020 har vulkanen förblivit tyst i över 35 år, dess längsta period av tystnad i registrerad historia. Även om man inte räknar med den mindre aktiviteten 1975 var Mauna Loa inaktiv under en 34-årsperiod mellan 1950 och 1984. Den senaste tidens inaktivitet är sannolikt inte långvarig, eftersom till och med ett århundrade med låg aktivitet är en mycket kort period i Mauna Loas flera hundra tusen år långa historia.
Faror
Mauna Loa har utsetts till en decennievulkan, en av de sexton vulkaner som av International Association of Volcanology and Chemistry of the Earth’s Interior (IAVCEI) har identifierats som värda att särskilt studeras mot bakgrund av deras historia av stora, destruktiva utbrott och närhet till befolkade områden. United States Geological Survey upprätthåller en kartläggning av öns riskzoner på en skala från ett till nio, där de farligaste områdena motsvarar de minsta siffrorna. På grundval av denna klassificering har Mauna Loas kontinuerligt aktiva toppkaldera och sprickzoner fått beteckningen nivå ett. En stor del av det område som omedelbart omger sprickzonerna betraktas som nivå två, och cirka 20 procent av området har täckts av lava under historisk tid. En stor del av resten av vulkanen är risknivå tre, varav cirka 15 till 20 procent har täckts av lavaströmmar under de senaste 750 åren. Två delar av vulkanen, den första i Naalehu-området och den andra på den sydöstra flanken av Mauna Loas sprickzon, är dock skyddade från eruptiv aktivitet på grund av den lokala topografin och har därför betecknats som risknivå 6, vilket kan jämföras med ett liknande isolerat segment på Kīlauea.
Och även om vulkanutbrott på Hawaiʻi sällan leder till dödsfall (det enda direkta historiska dödsfallet på grund av vulkanisk aktivitet på ön inträffade vid Kīlauea 1924, då ett ovanligt explosivt utbrott slungade stenar mot en åskådare), är egendomsskador på grund av översvämning av lava en vanlig och kostsam fara. Utbrott av hawaiiansk typ ger vanligtvis upphov till extremt långsamma flöden som avancerar i gångtempo och utgör liten fara för människoliv, men detta är inte strikt fallet; Mauna Loas utbrott 1950 släppte ut lika mycket lava på tre veckor som Kīlaueas senaste utbrott gav upphov till på tre år och nådde havsnivå inom fyra timmar efter att det började, och överskred byn Hoʻokena Mauka och en större motorväg på vägen dit. Ett tidigare utbrott 1926 överrände byn Hoʻōpūloa Makai, och Hilo, som delvis byggdes på lava från utbrottet 1880-81, riskerar att drabbas av framtida utbrott. Utbrottet 1984 nådde nästan staden, men stannade kort efter att flödet omdirigerades uppströms.
En potentiellt större fara vid Mauna Loa är en plötslig, massiv kollaps av vulkanens flanker, likt den som drabbade vulkanens västra flank för mellan 100 000 och 200 000 år sedan och bildade den nuvarande Kealakekua Bay. Djupa förkastningslinjer är ett vanligt inslag på hawaiianska vulkaner, vilket gör att stora delar av deras flanker gradvis glider nedåt och bildar strukturer som Hilina Slump och de gamla Ninole Hills. Stora jordbävningar skulle kunna utlösa snabba flankras längs dessa linjer, vilket skulle skapa massiva jordskred och eventuellt utlösa lika stora tsunamis. Undervattensundersökningar har avslöjat ett stort antal jordskred längs Hawaiikedjan och bevis på två sådana jättelika tsunamis: För 200 000 år sedan upplevde Molokaʻi en tsunami på 75 meter och för 100 000 år sedan drabbades Lānaʻi av en 325 meter hög megatsunami. Ett nyare exempel på de risker som är förknippade med slumparbete inträffade 1975, när Hilina-slumpen plötsligt guppade flera meter framåt och utlöste en jordbävning på 7,2 Mw och en tsunami på 14 meter som dödade två campare vid Halape.
Övervakning
Hawaiian Volcano Observatory (HVO), som inrättades på Kīlauea 1912, och som för närvarande är en filial av United States Geological Survey, är den främsta organisationen förknippad med övervakning, observation och studier av hawaiianska vulkaner. Thomas A. Jaggar, observatoriets grundare, försökte sig på en toppexpedition till Mauna Loa för att observera utbrottet 1914, men blev avvisad på grund av den mödosamma vandring som krävdes (se Uppstigningar). Efter att ha bett Lorrin A. Thurston om hjälp kunde han 1915 övertala den amerikanska armén att bygga en ”enkel väg till toppen” för allmänhetens och vetenskapens bruk, ett projekt som avslutades i december samma år; observatoriet har varit närvarande på vulkanen sedan dess.
Utbrott på Mauna Loa föregås och åtföljs nästan alltid av långvariga episoder av seismisk aktivitet, vars övervakning var den primära och ofta enda varningsmekanismen i det förflutna och som fortfarande fungerar i dag. Seismiska stationer har upprätthållits på Hawaiʻi sedan observatoriets tillkomst, men dessa var främst koncentrerade till Kīlauea och täckningen på Mauna Loa förbättrades endast långsamt under 1900-talet. Efter uppfinningen av modern övervakningsutrustning installerades ryggraden i dagens övervakningssystem på vulkanen på 1970-talet. Mauna Loas utbrott i juli 1975 föregicks av mer än ett års seismisk oro, och HVO utfärdade varningar till allmänheten från slutet av 1974. Utbrottet 1984 föregicks på samma sätt av så mycket som tre år av ovanligt hög seismisk aktivitet, och vulkanologer förutspådde ett utbrott inom två år 1983.
Det moderna övervakningssystemet på Mauna Loa utgörs inte bara av det lokala seismiska nätverket utan också av ett stort antal GPS-stationer, tiltmetrar och töjningsmätare som har förankrats på vulkanen för att övervaka markdeformationen på grund av svullnad i Mauna Loas underjordiska magmakammare, vilket ger en mer fullständig bild av de händelser som föregår utbrottsaktiviteten. GPS-nätverket är det mest hållbara och mest omfattande av de tre systemen, medan tiltmetrarna ger de känsligaste prediktiva uppgifterna, men är benägna att ge felaktiga resultat som inte har något samband med den faktiska markdeformationen. Trots detta uppmättes vid en mätning av en linje tvärs över calderan en ökning av bredden med 76 mm (3 tum) under det år som föregick 1975 års utbrott, och en liknande ökning under 1984 års utbrott. Strainmetrar är däremot relativt sällsynta. Observatoriet upprätthåller också två gasdetektorer vid Mokuʻāweoweo, Mauna Loas toppkaldera, samt en offentligt tillgänglig webbkamera i direktsändning och tillfälliga visningar genom interferometrisk syntetisk aperturradarbildvisning.