Mauna Loa på Hawaii

Mauna Loa
Fra Wikipedia, den frie encyklop¿di

Mauna Loa er en aktiv skjoldvulkan i Hawaii, en af de fem vulkaner der tilsammen udg¸r Hawaii. Dens Hawaiianske navn “Mauna Loa” betyder “langt bjerg”. Mauna Loa er Jordens st¸rste skjoldvulkan, med et anslået volumen på ca. 75.000 km³, selvom dens top er omkring 36 meter lavere end dens nabo, Mauna Kea. Lavaudbrud fra Mauna Loa er meget tyndtflydende, og det er årsagen til dens meget flade sider og ringe h¸jde i forhold til volumen.

Vulkanen har sandsynligvis v¿ret aktiv i mindst 700.000 år, og br¸d havoverfladen for måske 400.000 år siden, selvom de ¿ldste daterede sten ikke er mere end 200.000 år gamle.[1] Vulkanens magma kommer fra et hotspot i Jordens kappe dybt under ¸en, og dette hotspot har dannet alle de Hawaiianske ¸er over en periode på mange millioner år. Efterhånden vil stillehavspladens bev¿gelse flytte vulkanen v¿k fra hotspottet, og derfor vil vulkanen blive udslukt om en halv til en hel million år.

Den f¸rste der vides at have besteget Mauna Loa var naturhistorikeren Archibald Menzies, dav¿rende l¸jtnant Joseph Baker og to andre. Vha. et barometer udregnede Menzies vulkanens h¸jde til 4134 meter, meget t¿t på den korrekte h¸jde på 4169 meter.

Mauna Loa’s sidste udbrud strakte sig fra 24. marts til 15. april, 1984. Ingen nylige udbrud har kostet menneskeliv, men udbrud i 1926 og 1950 ¸delagde landsbyer, og byen Hilo er delvis bygget på lavastr¸mme fra slutningen af 1800-tallet. Mauna Loa indgår i Decade Volcanoes-programmet, som arbejder for st¸rre viden om de farligste vulkaner i verden. Vulkanen er blevet intenst overvåget af Hawaiis vulkanobservatorium siden 1912. Målinger af atmosf¿ren foretages ved Mauna Loa-observatoriet, og målinger af Solen foretages ved Mauna Loa-solobservatoriet; begge observatorier ligger t¿t på toppen af vulkanen. Toppen og den syd¸stlige del af vulkanen indgår i en nationalpark, der også omfatter en separat vulkan, Kilauea.

Opbygning

Mauna Loa er verdens st¸rste skjoldvulkan. Vulkanen er formet som et skjold fordi dens lava er meget tyndtflydende (har lav viskositet), og derfor er dens skr¿nter ikke stejle. Udbrud er sj¿ldent voldsomme, og den mest normale type udbrud er typisk Hawaiiansk, med lavafont¿ner der forsyner lavastr¸mme. Ofte starter udbrud med at der åbner sig en op til flere kilometer lang spalte med lavafont¿ner i hele dens l¿ngde, der danner et såkaldt “ildgardin”. Efter nogle dage bliver aktiviteten normalt begr¿nset til en enkelt skorsten.

Udbrud finder typisk sted i tre regioner på vulkanen: Ved toppen, og i to små spaltezoner der l¸ber hhv. nord¸st og sydvest for toppen. Omkring 38% af udbruddene i de sidste 200 år er sket ved toppen, 31% i den nord¸stlige spaltezone og 25% i den sydvestlige spaltezone. De sidste 6% er sket i enkelte skorstene nordvest for toppen, v¿k fra spaltezonerne.Toppens caldera hedder Mokuaweoweo, og er 3-5 kilometer i diameter. Calderaen dannedes sandsynligvis for 1.000-1.500 år siden da et meget stort udbrud fra den nord¸stlige spaltezone t¸mte magmakammeret under toppen, som derefter kollapsede.

Seismiske data kan bruges til at afsl¸re hvor under vulkanen de magmakamre, der driver dens aktivitet, befinder sig. Visse typer seismiske b¸lger, kaldet S-b¸lger, kan ikke bev¿ge sig gennem flydende sten, så magmakamre kaster ‘skygger’ i seismiske data. Seismiske skygger har afsl¸ret et magmakammer omkring 3 kilometer under toppen, og mindre magmalegemer under spaltezonerne. Passatvinde bl¿ser fra ¸st til vest over Hawaii-¸erne, og tilstedev¿relsen af Mauna Loa påvirker i h¸j grad det lokale klima. I lave h¸jder modtager den ¸stlige side af vulkanen kraftig regn, og den der beliggende by Hilo er den vådeste i USA. Regnen muligg¸r udbredt skovdrift. Den vestlige side har et meget t¸rrere klima. I st¸rre h¸jder aftager m¿ngden af nedb¸r, og det er ofte skyfrit. Lave temperaturer g¸r at nedb¸ren i de h¸jder ofte falder som sne, og området omkring toppen beskrives som en periglacial region, hvor hyppige skift mellem frost og t¸ påvirker landskabet markant.

Udbrudshistorie og oprindelse

Mauna Loa begyndte sandsynligvis at have udbrud for 700.000-1.000.000 år siden, og har lige siden vokset st¸t. Som alle de Hawaiianske ¸er stammer Mauna Loa fra et hotspot; en s¸jle af magma, der stiger op dybt fra Jordens kappe. Hotspottet ligger på en fast position, mens stillehavspladen bev¿ger sig hen over det med en hastighed på ca. 10 cm om året. Den varme, opadstigende magma skaber vulkaner, og hver individuel vulkan er aktiv i nogle få millioner år indtil pladens bev¿gelse har flyttet den v¿k fra hotspottets magmas¸jle.

Hotspottet har eksisteret i mindst 80 millioner år, og en k¿de af gamle vulkaner str¿kker sig n¿sten 6.000 kilometer v¿k fra hotspottet. I ¸jeblikket driver hotspottet aktiviteten ved fem vulkaner: Mauna Loa, Kilauea og Hualalai på Hawaiis hoved¸, Haleakala på ¸en Maui, og Loihi, en unders¸isk vulkan syd for Hawaii’s hoved¸ der er den yngste af Hawaii’s vulkaner. Mauna Loa er den st¸rste af dem alle, omend Kilauea i ¸jeblikket er den mest aktive af vulkanerne.

Forhistoriske udbrud

Mauna Loa’s forhistoriske udbrud er blevet analyseret indgående ved at udf¸re kulstof 14-datering på fragmenter af tr¿kul fundet under gamle lavastr¸mme. Vulkanens forhistoriske aktivitet er formentlig bedre kendt end for nogen anden vulkan. Unders¸gelser har vist at der foregår en cyklus, hvor vulkansk aktivitet ved toppen dominerer i flere århundreder, hvorefter aktiviteten skifter til spaltezonerne i flere århundreder, og derefter tilbage til toppen igen. To cyklusser er indtil videre blevet klarlagt, hver på 1.500-2.000 år. Denne cyklus er unik blandt de Hawaiianske vulkaner.

Optegnelser viser at Mauna Loa for 7.000 til 6.000 år siden var stort set inaktiv. Årsagen til dette ophold i aktiviteten kender ikke, og man kender ikke en tilsvarende hvileperiode hos nogen af de andre Hawaiianske vulkaner, ud over dem der allerede er udslukte. For 11.000 til 8.000 år siden var aktiviteten til geng¿ld mere intens end i dag.[4] Men Mauna Loa’s v¿kst er sandsynligvis begyndt at aftage i de seneste 100.000 år,[10] og vulkanen er måske t¿t på at afslutte sin basalt-skjolddannelse.

Historiske udbrud

Selvom indf¸dte Hawaiianere har bevidnet udbrud i mange århundreder, eksisterer der kun optegnelser over udbrud der har fundet sted siden midten af 1800-tallet. Det f¸rste historiske udbrud fandt sted i 1843, og siden da er 33 udbrud dokumenteret. I alt har disse udbrud d¿kket over 800 km2 af vulkanens sider med lavastr¸mme. Typisk har udbrud v¿ret korte men intense, med 0,25-0,5 km3 lava udbrudt over nogle få uger. Et s¿rlig stort udbrud fandt sted i 1935[12], og det var tilstr¿kkelig stort til at dets lavastr¸mme truede byen Hilo. Fem bombefly fra to amerikanske eskadroner smed bomber foran lavaen for at lede den v¿k fra Hilo.[13] [14] Indtil 1950 forekom udbrud med ca. 3-4 års mellemrum, men siden da har perioden mellem udbrud v¿ret markant l¿ngere, med blot to udbrud i 1975 og 1984. De to seneste udbrud er blevet studeret mere intenst end nogen tidligere udbrud. Udbruddet i 1975 varede kun to dage, og fandt sted ved vulkanens top. Ved udbruddet i 1984 åbnedes spr¿kker mod nordvest og syd¸st, fra toppen ned til 2.900 meters h¸jde. Lavastr¸mme fra dette udbrud bev¿gede sig igen hurtigt med Hilo, men stoppede omkring 4 km fra forst¿derne, da udbruddene stoppede efter tre uger.

Nuv¿rende aktivitet

Lavastr¸m fra Mauna Loas seneste udbrud, marts 1984Vulkanen har v¿ret inaktiv siden 1984. Seismisk aktivitet var minimal indtil 2002, hvor vulkanen pludselig begyndte at udvide sig, og calderaens v¿gge begyndte at bev¿ge sig v¿k fra hinanden med 5 cm om året. Man mener dette er et tegn på at magma er i gang med at fylde et reservoir omkring 5 km under toppen. Udvidelsen har v¿ret periodisk, somme tider langsommere og somme tider endda med pauser. Indtil videre er udvidelsen dog startet igen ved hver pause, og det betyder sandsynligvis at der vil ske et udbrud inden for få år.

Udvidelsen har v¿ret ledsaget af stigende seismisk aktivitet. En r¿kke dybe jordsk¿lv begyndte i juli 2004, og fortsatte året ud. Jordsk¿lv blev opfanget ca. en gang i d¸gnet de f¸rste tre uger, hvorefter frekvensen over de f¸lgende måneder st¸t steg til omkring 15 i d¸gnet ved slutningen af året. Derefter stoppede sk¿lvene, og frekvensen af jordsk¿lv har siden da kun v¿ret en smule over det normale niveau

Forhold til Kilauea

Diagram over vulkanerne der udg¸r Hawaiis hoved¸Kilauea ligger på Mauna Loa’s sydlige flanke, og oprindeligt troede man det var en udl¸ber af Mauna Loa. Men kemiske forskelle mellem lavaen fra de to vulkaner viser at de har separate magmakamre, og de anses derfor også for separate vulkaner. Aktiviteten ved de to vulkaner ser dog alligevel ud til at h¿nge sammen.

Den mest tydelige sammenh¿ng mellem de to vulkaner er at hver vulkans perioder med h¸j aktivitet generelt falder sammen med perioder med lav aktivitet hos den anden vulkan. For eksempel var Kilauea inaktiv mellem 1934 og 1952 mens Mauna Loa var meget aktiv (inklusiv det store udbrud i 1935); omvendt var Kilauea aktiv fra 1952 til 1974 mens Mauna Loa var inaktiv
Mauna Loa’s udbrud i 1984 startede mens et udbrud allerede var undervejs ved Kilauea, men havde ¸jensynlig ingen effekt på Kilauea’s udbrud. Nogle gange ser udbrud ved den ene vulkan dog ud til at have indflydelse på aktivitet hos den anden. Den nylige udvidelse af Mauna Loa’s top begyndte samme dag som en stor ny lavastr¸m br¸d ud ved Kilaueas krater, og geologer har foreslået at en “puls” af magma på vej ind i Mauna Loa’s magmaskakter kan have ¸get trykket inde i Kilauea og indirekte udl¸st dens udbrud

Farer

Vulkanske udbrud i Hawaii forårsager sj¿ldent d¸dsfald – det eneste d¸dsfald i ¸gruppen i de seneste 100 år fandt sted ved Kilauea i 1924, da et us¿dvanligt eksplosivt udbrud kastede sten mod tilskuere og dr¿bte en af dem. Til geng¿ld er materiel skade almindelig. Mauna Loa er med i “Decade Volcano”-sikkerhedsprogrammet, hvilket betyder at den er blevet udpeget som s¿rlig vigtig at studere, is¿r set i lyset af dens hyppige udbrud t¿t på befolkede områder. Mange byer t¿t på vulkanen er bygget på lava som er lagt indenfor de seneste 200 år, og der er stor risiko for at fremtidige udbrud vil beskadige beboede områder.

Lavastr¸mme

Den st¸rste vulkanske fare ved Mauna Loa er lavastr¸mme. De fleste str¸mme l¸ber i gåtempo og udg¸r ikke den store fare for menneskeliv, men udbrud ved Mauna Loa kan v¿re mere intense end ved Kilauea; for eksempel udsendte udbruddet i 1984 lige så meget lava på tre uger som Kilauea udsendte på tre år.Så hurtig udsendelse af lava kan danne lavastr¸mme der bev¿ger sig relativt hurtigt.

To udbrud af Mauna Loa har ¸delagt landsbyer. I 1926 blev landsbyen Hoʻôpûloa Makai ramt af lavastr¸mme, mens den st¸rste m¿ngde lava nogensinde observeret ved Mauna Loa sendte lavastr¸mme mod havet og landsbyen Hoʻokena Mauka, der blev ¸delagt 2. juni 1950 af lavastr¸mmen. Hilo er delvis bygget på en lavastr¸m fra et udbrud i 1880, og risikerer at blive ramt af senere lavastr¸mme. Det korte udbrud i 1984 sendte lavastr¸mme mod Hilo, men de havde endnu ikke nået nogen bygninger da udbruddet stoppede

Flankekollaps

En st¸rre, men sj¿ldnere fare ved Mauna Loa er muligheden for et stort, pludseligt kollaps af vulkanens sider. Dybe, geologiske forkastninger lader store dele af siderne af Hawaiis vulkaner glide nedad langsomt. Sommetider kan et st¸rre jordsk¿lv udl¸se et kollaps af siderne og skabe voldsomme jordskred der kan udl¸se en tsunami. Kealakekua-bugten på den vestlige side af Mauna Loa blev skabt på den måde. Opmåling af havbunden har afsl¸ret utallige landskred langs Hawaii-k¿den, og man kender to k¿mpetsunamier har fundet sted: For 200.000 år siden oplevede Molokaʻi en flodb¸lge på 75 meter, og for 100.000 år siden ramte en 325 meter h¸j tsunami Lâna.

Et nyligt eksempel på risiciene forbundet med s¿nkninger fandt sted i 1975, da Hilina-s¿nkningen pludselig bev¿gede sig flere meter fremad. Et jordsk¿lv på 7,2 på Richterskalaen var resultatet, og det udl¸ste en mindre tsunami med b¸lger på nogle få meters h¸jde.

Overvågning

Atmosf¿riske CO2-koncentrationer målt ved Mauna Loa-observatoriet.Mauna Loa er en vulkan der overvåges intenst. Hawaii-vulkanobservatoriet blev etableret i 1912 for at overvåge vulkanerne på Hawaii, og det har udviklet mange teknikker til at forudsige hvornår udbrud af Mauna Loa og andre vulkaner er n¿rt forestående.

Et af de vigtigste redskaber er seismometri. Mere end 60 seismometre på Hawaii’s hoved¸ måler intensiteten og placeringen af flere hundrede små jordsk¿lv hver uge. Frekvensen af jordsk¿lv kan stige flere år f¸r et udbrud går i gang; ¸get seismisk aktivitet i dybder ned til 13 km gik forud for udbruddene i 1975 og 1984.

En anden type seismisk aktivitet foregår i timerne f¸r et udbrud. Såkaldte vulkanske rystelser er konstant “rumlen” til forskel fra normal aktivitet, der består af pludselige chok. De vulkanske rystelser menes at v¿re forårsaget af magma der bev¿ger sig hurtigt under jorden. Vulkanske rystelser indikerer normalt et n¿rt forestående udbrud, selvom de også kan forårsages af magma der flyder op i magmakamre t¿t på overfladen uden at nå til et udbrud ved overfladen.

En anden vigtig indikator for hvad der foregår under jorden er vulkanens form. Tiltmetre måler meget små ¿ndringer i bjergets profil, og f¸lsomt udstyr måler afstanden mellem punkter på bjergsiden. Efterhånden som magma fylder magmakamrene under toppen og spaltezonerne udvides bjerget. En landmålingslinje på tv¿rs af calderaen målte en stigning i dens bredde på 7,6 cm i året op til udbruddet i 1975, og en lignende udvidelse f¸r udbruddet i 1984.

Observatorier

Mauna Loa’s placering og h¸jde har gjort det til et vigtigt sted for målinger af atmosf¿ren af forskellige videnskabelige organisationer. Mauna Loa-solobservatoriet (MLSO), som ligger i 3,4 kilometers h¸jde på vulkanens nordside, har l¿nge v¿ret en vigtig kilde til måling af Solen. NOAAs Mauna Loa-observatorium (MLO) ligger t¿t på MLSO. Fra dets position et godt stykke over lokale menneskeskabte påvirkninger måler MLO den globale atmosf¿re, inklusiv koncentrationen af drivhusgassen kuldioxid. Målingerne tilpasses for at kompensere for lokal udgasning af CO2 fra vulkanen.