Мауна-Лоа ( / ˌ m ɔː n ə ˈ l oʊ . ə , ˌ m aʊ n ə -/ , гавайский : [ˈmɐwnə ˈlowə] ; букв. ' Длинная гора ' [1] ) — один из пяти вулканов , образующих остров Гавайи в американском штате Гавайи в Тихом океане . Мауна-Лоа — крупнейший действующий вулкан Земли [1] как по массе, так и по объёму. Исторически он считался крупнейшим вулканом на Земле, пока не было обнаружено, что массив Таму больше. [4] Мауна-Лоа — щитовой вулкан с относительно пологими склонами и объёмом, оцениваемым в 18 000 кубических миль (75 000 км 3 ), [5] хотя его пик примерно на 125 футов (38 м) ниже, чем у его соседа, Мауна-Кеа . [6] Извержения лавы из Мауна-Лоа бедны кремнием , очень жидки и, как правило, не взрывоопасны .
Мауна-Лоа, вероятно, извергается по крайней мере 700 000 лет и, возможно, поднялся над уровнем моря около 400 000 лет назад. Некоторым датированным породам 470 000 лет. [7] Магма вулкана исходит из горячей точки Гавайев , которая была ответственна за создание цепи Гавайских островов на протяжении десятков миллионов лет. Медленный дрейф Тихоокеанской плиты в конечном итоге унесет Мауна-Лоа от горячей точки в течение 500 000 - одного миллиона лет с настоящего момента, после чего он исчезнет.
Последнее извержение Мауна-Лоа началось 27 ноября 2022 года и закончилось 13 декабря 2022 года. Это было первое извержение с 1984 года . [8] [9] Ни одно из последних извержений вулкана не привело к жертвам, но извержения 1926 и 1950 годов разрушили деревни, а город Хило частично построен на потоках лавы конца 19 века.
Из-за потенциальной опасности, которую он представляет для населенных пунктов, Мауна-Лоа является частью программы Decade Volcanoes , которая поощряет изучение самых опасных вулканов мира. Мауна-Лоа интенсивно контролируется Гавайской вулканической обсерваторией с 1912 года. Наблюдения за атмосферой проводятся в обсерватории Мауна-Лоа , а за Солнцем — в Солнечной обсерватории Мауна-Лоа , обе из которых расположены недалеко от вершины горы. Национальный парк «Гавайские вулканы» охватывает вершину и части юго-восточного и юго-западного склонов вулкана, а также включает в себя Килауэа , отдельный вулкан.
Как и все гавайские вулканы, Мауна-Лоа образовался, когда Тихоокеанская тектоническая плита переместилась через горячую точку Гавайев в подстилающей мантии Земли . [10] Вулканы острова Гавайи являются самым последним свидетельством этого процесса, который за 70 миллионов лет создал 3700-мильную (6000 км) цепь подводных гор Гавайи-Император . [11] Преобладающее мнение гласит, что горячая точка была в значительной степени неподвижной внутри мантии планеты в течение большей части, если не всей кайнозойской эры. [11] [12] Однако, хотя гавайский мантийный плюм хорошо изучен и хорошо изучен, природа самих горячих точек остается довольно загадочной. [13]
Мауна-Лоа — один из пяти субаэральных [a] вулканов, составляющих остров Гавайи . [14] Самый старый вулкан на острове, Кохала , имеет возраст более миллиона лет, [15] а Килауэа , самый молодой, как полагают, имеет возраст от 210 000 до 280 000 лет. [16] Камаэуаканалоа (ранее Лоихи) на фланге острова еще моложе, но еще не прорвался на поверхность Тихого океана. [17] Имея возраст от 1 миллиона до 600 000 лет, [18] Мауна-Лоа является вторым самым молодым из пяти вулканов на острове, что делает его третьим самым молодым вулканом в цепи подводных гор Гавайи-Император , цепи щитовых вулканов и подводных гор, простирающейся от Гавайев до Курило-Камчатского желоба в России . [19]
Следуя образцу формирования гавайских вулканов, Мауна-Лоа начинался как подводный вулкан , постепенно наращивая себя посредством подводных извержений щелочного базальта , прежде чем выйти из моря посредством серии извержений сурцейан [20] около 400 000 лет назад. С тех пор вулкан оставался активным, с историей эффузивных и взрывных извержений, включая 34 извержения с момента первого хорошо документированного извержения в 1843 году. [3]
Мауна-Лоа — крупнейший действующий вулкан на Земле и третий по величине вулкан на планете после Пухахону [21] , который также находится в Гавайской цепи, и массива Таму [4] [22] . Он занимает площадь 5271 км 2 (2035 кв. миль) и имеет максимальную ширину 120 км (75 миль). [3] Состоящий приблизительно из 65 000–80 000 км 3 (15 600–19 200 куб. миль) твёрдой породы [23] , он составляет более половины площади поверхности острова Гавайи. Объединяя обширные подводные склоны вулкана (5000 м (16400 футов) до морского дна) и 4170 м (13680 футов) над уровнем моря, Мауна-Лоа возвышается на 9170 м (30085 футов) от основания до вершины, [3] [24] больше, чем 8848 м или 29029 футов [25] высоты горы Эверест от уровня моря до ее вершины. Кроме того, большая часть горы невидима даже под водой: ее масса вдавливает кору под собой еще на 8 км (5 миль), придавая ей форму перевернутой горы, [26] что означает, что общая высота Мауна-Лоа с начала ее извержений составляет около 17170 м (56000 футов). [27]
Мауна-Лоа — типичный щитовой вулкан по форме, имеющий форму длинного, широкого купола, простирающегося до дна океана, склоны которого составляют около 12° в самом крутом месте, что является следствием его чрезвычайно жидкой лавы. Лавы щитовой стадии, которые сформировали огромную основную массу горы, представляют собой толеитовые базальты , как и у Мауна-Кеа , созданные путем смешивания первичной магмы и субдуцированной океанической коры. [28] Вершина Мауна-Лоа содержит три перекрывающихся кратера-ямы, расположенных с северо-востока на юго-запад, первый и последний примерно 1 км (0,6 мили) в диаметре, а второй — продолговатый 4,2 км × 2,5 км (2,6 мили × 1,6 мили); Вместе эти три кратера образуют вершинную кальдеру Мокуавеовео размером 6,2 на 2,5 км (3,9 на 1,6 мили), [29] названную так в честь гавайской рыбы авеовео ( Priacanthus meeki ), предположительно из-за сходства ее изверженных огней с окраской рыбы. [30] Дно кальдеры Мокуавеовео находится на глубине от 170 до 50 м (от 558 до 164 футов) под его краем, и это лишь последняя из нескольких кальдер, которые образовались и преобразовались за время существования вулкана. Она была создана между 1000 и 1500 лет назад в результате крупного извержения из северо-восточной рифтовой зоны Мауна-Лоа, которое опустошило неглубокую магматическую камеру под вершиной и обрушило ее в ее нынешнюю форму. [29] Кроме того, к юго-западу от кальдеры находятся два меньших кратера, называемых Луа Хоу (Новая яма) и Луа Хохону (Глубокая яма). [23]
Вершина Мауна-Лоа также является центром двух ее выдающихся рифтовых зон , отмеченных на поверхности хорошо сохранившимися, относительно недавними потоками лавы (легко различимыми на спутниковых снимках) и линейно расположенными линиями разломов , пересеченными конусами шлака и брызг . [31] Эти рифтовые зоны представляют собой глубоко расположенные структуры, вызванные интрузиями даек вдоль разлома декольментации , который, как полагают, достигает основания вулкана на глубине от 12 до 14 км (от 7 до 9 миль). [32] Первая представляет собой рифт длиной 60 км (37 миль), простирающийся на юго-запад от кальдеры к морю и еще на 40 км (25 миль) под водой, с заметным изменением направления на 40° по всей ее длине; эта рифтовая зона исторически активна на большей части своей длины. Вторая, северо-восточная рифтовая зона простирается в сторону Хило и исторически активна только на протяжении первых 20 км (12 миль) своей длины, с почти прямым и, на последних участках, плохо выраженным трендом. [31] Северо-восточная рифтовая зона принимает форму последовательности шлаковых конусов, наиболее заметным из которых является 60-метровый (197 футов) Пуу Улаула, или Красный Холм. Существует также менее определенная северная рифтовая зона, которая простирается в сторону седловины Хумуула, отмечающей пересечение Мауна-Лоа и Мауна-Кеа. [23]
Упрощенные геофизические модели магматического очага Мауна-Лоа были построены с использованием интерферометрических радиолокационных измерений с синтезированной апертурой деформации грунта из-за медленного накопления лавы под поверхностью вулкана. Эти модели предсказывают магматический очаг шириной 1,1 км (1 милю), расположенный на глубине около 4,7 км (3 мили), на 0,5 км (0 миль) ниже уровня моря , недалеко от юго-восточной окраины Мокуавеовео. Этот неглубокий магматический очаг расположен значительно выше рифтовых зон Мауна-Лоа, что предполагает вторжения магмы в более глубокие части и случайные инъекции даек в более мелкие части рифтовой зоны, вызывающие рифтовую активность; аналогичный механизм был предложен для соседнего Килауэа . [32] Более ранние модели, основанные на извержениях Мауна-Лоа в 1975 и 1984 годах, давали схожий прогноз, помещая камеру на глубину 3 км (1,9 мили) примерно в том же географическом положении. [33]
Мауна-Лоа имеет сложные взаимодействия со своими соседями, Хуалалаи на северо-западе, Мауна-Кеа на северо-востоке и особенно Килауэа на востоке. Лавы из Мауна-Кеа пересекаются с базальными потоками Мауна-Лоа вследствие более древнего возраста Кеа, [34] а первоначальные рифтовые зоны Мауна-Кеа были погребены под вулканическими породами Мауна-Лоа после щита; [35] кроме того, Мауна-Кеа разделяет гравитационный колодец Мауна-Лоа, опуская океаническую кору под собой на 6 км (4 мили). [34] Также есть ряд нормальных разломов на северном и западном склонах Мауна-Лоа, между его двумя основными рифтовыми зонами, которые, как полагают, являются результатом объединенного окружного напряжения от двух рифтовых зон и дополнительного давления из-за роста на запад соседнего Килауэа. [36]
Поскольку Килауэа не имеет топографической известности и выглядит как выпуклость на юго-восточном склоне Мауна-Лоа, он исторически интерпретировался как коренными гавайцами, так и ранними геологами как активный спутник Мауна-Лоа. Однако анализ химического состава лав двух вулканов показывает, что у них есть отдельные магматические камеры , и, таким образом, они различны. Тем не менее, их близость привела к исторической тенденции, в которой высокая активность одного вулкана примерно совпадает с низкой активностью другого. Когда Килауэа бездействовал между 1934 и 1952 годами, Мауна-Лоа стал активным, а когда последний оставался спокойным с 1952 по 1974 год, было верно обратное. Это не всегда так; извержение Мауна-Лоа в 1984 году началось во время извержения Килауэа, но не оказало заметного влияния на извержение Килауэа, а извержение Мауна-Лоа в 2022 году произошло во время извержения Килауэа. Геологи предположили, что «импульсы» магмы, поступающие в более глубокую магматическую систему Мауна-Лоа, могли увеличить давление внутри Килауэа и спровоцировать сопутствующие извержения. [38]
Мауна-Лоа оседает на восток вдоль своей юго-западной рифтовой зоны, перенаправляя свою массу в Килауэа и продвигая последний на восток со скоростью около 10 см (4 дюйма) в год; взаимодействие между двумя вулканами таким образом вызвало ряд крупных землетрясений в прошлом и привело к образованию значительной площади обломков у морского фланга Килауэа, известной как обвал Хилина . На юго-восточной стороне Мауна-Лоа существует система старых разломов, которые, вероятно, образовались до того, как Килауэа стал достаточно большим, чтобы воспрепятствовать обвалу Мауна-Лоа, самый низкий и северный из которых, разлом Каоики, остается активным центром землетрясений и сегодня. Западная сторона Мауна-Лоа, тем временем, не имеет препятствий в движении, и действительно, как полагают, подверглась массивному обвалу между 100 000 и 200 000 лет назад, остаток которого, состоящий из разбросанных обломков шириной до нескольких километров и на расстоянии до 50 км (31 миля), все еще виден сегодня. Ущерб был настолько обширным, что головная стена повреждения, вероятно, пересекала его юго-западную рифтовую зону. Сегодня там очень мало движения, что является следствием геометрии вулкана. [39]
Мауна-Лоа достаточно высока, чтобы испытать оледенение во время последнего ледникового периода, 25 000–15 000 лет назад. [10] В отличие от Мауна-Кеа, на котором даже сегодня сохранились обширные свидетельства оледенения, [40] Мауна-Лоа в то время была и остается активной, увеличившись с тех пор еще на 150–300 м (492–984 фута) в высоту и покрыв любые ледниковые отложения под новыми потоками; слои такого возраста не встречаются по крайней мере на 2000 м (6562 фута) ниже вершины вулкана, что слишком низко для роста ледников. На Мауна-Лоа также отсутствует область вечной мерзлоты, как на вершине ее соседа , хотя спорадические льды сохраняются местами. Предполагается, что в это время происходила обширная фреатомагматическая активность, в значительной степени способствовавшая отложениям пепла на вершине. [10]
Чтобы достичь своих огромных размеров за относительно короткий (по геологическим меркам) период в 600 000–1 000 000 лет, Мауна-Лоа, по логике, должен был расти чрезвычайно быстро на протяжении всей своей истории развития [41], и обширное радиоуглеродное датирование на основе древесного угля (возможно, самое обширное подобное доисторическое извержение на Земле [42] [43] ) собрало данные о почти двухстах надежно датированных сохранившихся потоках, подтверждающих эту гипотезу. [41]
Образцы лавы, включая полученные в ходе буровых работ, датируются по меньшей мере 470 000 лет назад. [7] По техническим причинам самые старые значения возраста, полученные современными методами, 657 000 лет назад, имеют большие ошибки порядка 200 000 лет, как и некоторые исторические попытки датирования более молодых лав, делающие их старше, чем они были на самом деле. [7] : Выводы Некоторые из самых старых открытых потоков на Мауна-Лоа — это холмы Ниноле на его южном склоне, субаэральные базальтовые породы, возраст которых составляет приблизительно 100–200 тысяч лет. [7] Они образуют террасу, против которой с тех пор набегали более молодые потоки, сильно размытые и врезанные в ее склон с точки зрения направления; считается, что это результат периода эрозии из-за изменения направления потока лавы, вызванного доисторическим обвалом вулкана. За ними следуют два блока лавовых потоков, разделенных промежуточным слоем пепла , известным как слой пепла Пахала: более старый базальт Кахука, редко обнаженный на нижнем юго-западном разломе, и более молодой и гораздо более распространенный базальт Кау, который встречается более широко на вулкане. Сам пепел Пахала образовался в течение длительного периода времени около 13–30 тысяч лет назад, хотя сильная витрификация и взаимодействие с пост- и досотворенными потоками затруднили точное датирование. Их возраст примерно соответствует оледенению Мауна-Лоа во время последнего ледникового периода, что повышает явную вероятность того, что это продукт фреатомагматического взаимодействия между давно исчезнувшими ледниками и извержениями Мауна-Лоа. [10]
Исследования показали, что происходит цикл, в котором вулканическая активность на вершине доминирует в течение нескольких сотен лет, после чего активность смещается в рифтовые зоны еще на несколько столетий, а затем снова возвращается на вершину. Было четко идентифицировано два цикла, каждый из которых длится 1500–2000 лет. Такое циклическое поведение уникально для Мауна-Лоа среди гавайских вулканов. [44] Примерно между 7000 и 6000 лет назад Мауна-Лоа был в значительной степени неактивен. Причина этого прекращения активности неизвестна, и никаких известных подобных перерывов не было обнаружено на других гавайских вулканах, за исключением тех, которые в настоящее время находятся на стадии после щита. Между 11000 и 8000 лет назад активность была более интенсивной, чем сегодня. [42] Однако общие темпы роста Мауна-Лоа, вероятно, начали замедляться за последние 100 000 лет, [45] и вулкан, возможно, приближается к концу фазы формирования толеитового базальтового щита. [46]
Древние гавайцы присутствовали на острове Гавайи около 1500 лет, но они не сохранили почти никаких записей о вулканической активности на острове, за исключением нескольких фрагментарных отчетов, датируемых концом 18-го и началом 19-го веков. [47] Возможные извержения произошли около 1730 и 1750 годов и где-то в течение 1780 и 1803 годов. [48] Извержение в июне 1832 года было засвидетельствовано миссионером на Мауи , но 190 км (118 миль) между двумя островами и отсутствие очевидных геологических свидетельств ставят это свидетельство под сомнение. Таким образом, первое полностью подтвержденное исторически засвидетельствованное извержение произошло в январе 1843 года; с тех пор Мауна-Лоа извергался 32 раза. [47]
Исторические извержения Мауна-Лоа типично гавайские по своему характеру и редко бывают сильными, начинаясь с появления фонтанов лавы над разломом длиной в несколько километров , в просторечии известным как «огненная завеса» (часто, но не всегда, распространяющаяся с вершины Мауна-Лоа [32] ), и в конечном итоге концентрируясь в одном жерле, его долгосрочном центре извержений. [23] [31] Активность, сосредоточенная на его вершине, обычно сменяется боковыми извержениями в течение нескольких месяцев [49] и хотя Мауна-Лоа исторически менее активен, чем его сосед Килауэа, он имеет тенденцию производить большие объемы лавы за более короткие периоды времени. [50] Большинство извержений сосредоточены либо на вершине, либо в одной из его двух основных рифтовых зон ; За последние двести лет 38 процентов извержений произошло на вершине, 31 процент — в северо-восточной рифтовой зоне, 25 процентов — в юго-западной рифтовой зоне, а оставшиеся 6 процентов — в северо-западных жерлах. [42] 40 процентов поверхности вулкана состоит из лав возрастом менее тысячи лет, [50] и 98 процентов — из лав возрастом менее 10 000 лет. [41] Помимо вершины и рифтовых зон, северо-западный фланг Мауна-Лоа также был источником трех исторических извержений. [50]
За событием 1843 года последовали извержения в 1849, 1851, 1852 и 1855 годах, [47] причем потоки 1855 года были особенно обширными. [42] 1859 год ознаменовал собой самый большой из трех исторических потоков, которые были сосредоточены на северо-западном фланге Мауна-Лоа, создав длинный поток лавы, который достиг океана на западном побережье острова Гавайи, к северу от залива Кихоло . [50] Извержение 1868 года произошло одновременно с огромным землетрясением 1868 года на Гавайях , [42] событием магнитудой восемь, унесшим 77 жизней и остающимся крупнейшим землетрясением, когда-либо обрушившимся на остров. [51] После дальнейшей активности в 1871 году Мауна-Лоа испытал почти непрерывную активность с августа 1872 года по 1877 год, продолжительное и объемное извержение длилось приблизительно 1200 дней и никогда не выходило за пределы своей вершины. [47] [52] [53] Короткое однодневное извержение в 1877 году было необычным тем, что оно произошло под водой, в заливе Кеалакекуа , и в миле от береговой линии; любопытные наблюдатели, приближавшиеся к этому району на лодках, сообщали о необычно бурной воде и случайных плавающих глыбах затвердевшей лавы. [50] Дальнейшие извержения произошли в 1879 году, а затем дважды в 1880 году, [47] последнее из которых продолжалось до 1881 года и находилось в пределах нынешних границ крупнейшего города острова, Хило ; однако в то время поселение было прибрежной деревней, расположенной ниже по склону вулкана, и поэтому не пострадало. [42] [50] [54]
Мауна-Лоа продолжал свою активность, и из извержений, произошедших в 1887, 1892, 1896, 1899, 1903 (дважды), 1907, 1914, 1916, 1919 и 1926 годах, [47] три (в 1887, 1919 и 1926 годах) были частично субаэральными . [42] Извержение 1926 года, в частности, примечательно тем, что затопило деревню около Хоопулоа, разрушив 12 домов, церковь и небольшую гавань. [55] После события 1933 года извержение Мауна-Лоа 1935 года вызвало общественный кризис, когда его потоки начали направляться в сторону Хило. [47] Было решено провести операцию по бомбардировке, чтобы попытаться отвести потоки, спланированную тогдашним подполковником Джорджем С. Паттоном . Бомбардировка, проведенная 27 декабря, была объявлена успешной Томасом А. Джаггаром , директором Гавайской вулканической обсерватории, и лава прекратила течь к 2 января 1936 года. Однако роль, которую сыграла бомбардировка в прекращении извержения, с тех пор активно оспаривается вулканологами. [56] Более продолжительное, но связанное с вершиной событие в 1940 году было сравнительно менее интересным. [47]
Извержение Мауна-Лоа в 1942 году произошло всего через четыре месяца после атаки на Перл-Харбор и вступления США во Вторую мировую войну и создало уникальную проблему для Соединенных Штатов военного времени. Извержение произошло во время вынужденного ночного отключения электроэнергии на острове, и его яркость заставила правительство издать запрет на распространение информации в местной прессе, надеясь предотвратить распространение новостей о его возникновении, опасаясь, что японцы используют его для запуска бомбардировки острова. Однако, поскольку потоки от извержения быстро распространились по склону вулкана и угрожали водостоку `Ola`a , основному источнику воды в Маунтин-Вью , ВВС США решили сбросить собственные бомбы на остров в надежде перенаправить потоки в сторону от водостока; на остров было сброшено шестнадцать бомб весом от 300 до 600 фунтов (от 136 до 272 кг) каждая, но они не оказали большого эффекта. В конце концов извержение прекратилось само по себе. [57]
После события 1949 года следующее крупное извержение Мауна-Лоа произошло в 1950 году. Возникшее в юго-западной рифтовой зоне вулкана, извержение остается крупнейшим рифтовым событием в современной истории вулкана, длившимся 23 дня, выбросив 376 миллионов кубических метров лавы и достигнув 24-километрового (15 миль) океана в течение 3 часов. Извержение 1950 года не было самым объемным извержением вулкана (длительное событие 1872–1877 годов произвело более чем в два раза больше материала), но оно было одним из самых быстродействующих, произведя такое же количество лавы, как извержение 1859 года, за десятую часть времени. [53] Потоки настигли деревню Хоокена-маука в Южной Коне , пересекли Гавайский маршрут 11 и достигли моря в течение четырех часов после извержения. Хотя никто не погиб, деревня была окончательно разрушена. [58] После события 1950 года Мауна-Лоа вступила в длительный период покоя, прерванный только небольшим однодневным событием на вершине в 1975 году . Однако он снова пробудился в 1984 году, впервые проявив себя на вершине Мауна-Лоа, а затем создав узкий, канализированный поток `a`a , который продвинулся вниз по склону в пределах 6 км (4 миль) от Хило, достаточно близко, чтобы освещать город в ночное время. Однако поток не приблизился, поскольку две естественные дамбы дальше по его пути впоследствии сломались и отклонили активные потоки. [59] [60]
С 1985 по 2022 год вулкан пережил самый длительный период затишья в истории. [47] [61] Магма накапливалась под Мауна-Лоа с момента извержения 1984 года, и Геологическая служба США в феврале 2021 года сообщила, что, хотя извержение «не казалось неизбежным», вулкан демонстрировал повышенные признаки беспокойства с 2019 года, включая небольшое увеличение темпов инфляции на вершине вулкана. [62]
Период затишья закончился в 23:30 по восточному поясному времени 27 ноября 2022 года, когда началось извержение на вершине вулкана в Мокуавеовео (кальдере Мауна-Лоа). [8] Потоки лавы, вытекающие из кальдеры, стали видны из Каилуа-Кона в часы, непосредственно следующие за извержением. Извержение оставалось ограниченным кальдерой примерно до 6:30 утра по восточному поясному времени 28 ноября, когда Гавайская вулканическая обсерватория заметила, что извержение переместилось с вершины в северо-восточную рифтовую зону. [63] Первоначально в рифтовой зоне наблюдались три трещины, причем первые две стали неактивными к 1:30 дня 28-го числа. Перед тем как стать неактивными, две верхние трещины питали потоки лавы, которые двигались вниз по склону, однако эти потоки остановились примерно в 11 милях (18 км) от Сэддл-роуд . Также были замечены фонтаны лавы , вырывающиеся из трещин, самые высокие из которых достигали высоты 200 футов (61 м). [64] По мере того, как потоки лавы из третьей трещины расширялись, они перекрыли дорогу к обсерватории Мауна-Лоа примерно в 8 часов вечера 28-го числа. Активность в рифтовой зоне продолжилась 29-го числа, и четвертая трещина, открывшаяся примерно в 7:30 вечера 28-го числа, присоединилась к третьей, выпустив потоки лавы. Основной фронт потоков лавы третьей трещины также продолжал двигаться и находился примерно в 2,7 милях (4,3 км) от Сэддл-роуд в 7 часов утра 2 декабря.
По мере приближения второй недели извержения начали появляться признаки снижения активности. 8 декабря потоки лавы, питающие основной фронт, начали иссякать, и основной фронт потока остановился примерно в 1,7 милях (2,7 км) от Сэддл-роуд. Потоки продолжали иссякать 9-го числа, и фонтаны лавы третьей трещины также начали становиться короче. 10-го числа фонтаны лавы были заменены лавовым прудом, а остановившийся фронт потока был объявлен больше не представляющим угрозы. Основываясь на этих факторах и данных о прошлых извержениях, HVO определило, что извержение может скоро закончиться, и снизило уровень опасности вулкана с «Предупреждение» до «Наблюдать» в 14:35 10-го числа. Однако была небольшая вероятность того, что извержение продолжится с очень низкой скоростью. [65] Извержение официально закончилось в 07:17 13-го числа, и HVO понизило уровень опасности вулкана до «Рекомендательный». [66]
Мауна-Лоа был обозначен как Вулкан Десятилетия , один из шестнадцати вулканов, определенных Международной ассоциацией вулканологии и химии недр Земли (IAVCEI) как заслуживающий особого изучения в свете их истории крупных разрушительных извержений и близости к населенным пунктам. [67] [68] Геологическая служба США поддерживает карту опасных зон острова, выполненную в масштабе от одного до девяти, причем наиболее опасные зоны соответствуют наименьшим номерам. На основании этой классификации непрерывно активным вершинным кальдерам и рифтовым зонам Мауна-Лоа был присвоен уровень один. Большая часть территории, непосредственно окружающей рифтовые зоны, считается уровнем два, и около 20 процентов этой площади было покрыто лавой в исторические времена. Большая часть оставшейся части вулкана имеет уровень опасности три, около 15-20 процентов которой было покрыто потоками в течение последних 750 лет. Однако две части вулкана, первая в районе Наалеху и вторая на юго-восточном склоне рифтовой зоны Мауна-Лоа, защищены от извержений местной топографией и, таким образом, им присвоен уровень опасности 6, сопоставимый с аналогичным изолированным сегментом на Килауэа . [50]
Хотя извержения вулканов на Гавайях редко приводят к жертвам (единственный исторический случай прямой гибели людей из-за вулканической активности на острове произошел в Килауэа в 1924 году, когда необычно взрывное извержение швырнуло камни в наблюдателя), ущерб имуществу из-за затопления лавой является распространенной и дорогостоящей опасностью. [69] Извержения гавайского типа обычно производят чрезвычайно медленно движущиеся потоки, которые продвигаются со скоростью пешехода, представляя небольшую опасность для человеческой жизни, но это не совсем так; [70] Извержение Мауна-Лоа в 1950 году выбросило столько же лавы за три недели, сколько недавнее извержение Килауэа произвело за три года, и достигло уровня моря в течение четырех часов с момента своего начала, затопив деревню Хоокена Маука и крупную автомагистраль по пути туда. [53] Более раннее извержение в 1926 году затопило деревню Хопулоа Макай, [55] и Хило , частично построенный на лавах извержения 1880–1881 годов, находится под угрозой будущих извержений. [50] Извержение 1984 года почти достигло города, но остановилось после того, как поток был перенаправлен из-за рельефа выше по течению. [71]
Потенциально более серьезную опасность для Мауна-Лоа представляет собой внезапное, масштабное обрушение склонов вулкана, подобное тому, которое произошло на западном склоне вулкана между 100 000 и 200 000 лет назад и образовало современный залив Кеалакекуа . [39] Глубокие линии разломов являются обычной чертой гавайских вулканов, позволяя большим частям их склонов постепенно сползать вниз и формировать структуры, такие как провал Хилина и древние холмы Ниноле ; сильные землетрясения могут вызвать быстрые обрушения склонов вдоль этих линий, создавая массивные оползни и, возможно, вызывая столь же большие цунами . Подводные исследования выявили многочисленные оползни вдоль Гавайской цепи и свидетельства двух таких гигантских событий цунами: 200 000 лет назад Молокаи испытал цунами высотой 75 м (246 футов), а 100 000 лет назад мегацунами высотой 325 м (1066 футов) обрушилось на Ланаи . [72] Более недавний пример рисков, связанных с обвалами, произошел в 1975 году , когда обвал Хилина внезапно качнулся вперед на несколько метров, вызвав землетрясение магнитудой 7,2 балла и цунами высотой 14 м (46 футов), в результате которого погибли два туриста в Халапе. [73]
Основанная на Килауэа в 1912 году, Гавайская вулканическая обсерватория (HVO), в настоящее время являющаяся филиалом Геологической службы США, является основной организацией, связанной с мониторингом, наблюдением и изучением гавайских вулканов. [74] Томас А. Джаггар , основатель обсерватории, предпринял попытку экспедиции на вершину Мауна-Лоа, чтобы наблюдать за его извержением 1914 года, но был отвергнут из-за трудного требуемого пути (см. Восхождения). После обращения за помощью к Лоррину А. Терстону в 1915 году он смог убедить армию США построить «простой маршрут к вершине» для общественного и научного использования, проект был завершен в декабре того же года; с тех пор обсерватория сохраняет свое присутствие на вулкане. [49]
Извержения на Мауна-Лоа почти всегда предшествуют и сопровождаются длительными эпизодами сейсмической активности, мониторинг которой был основным и часто единственным механизмом предупреждения в прошлом и который остается жизнеспособным сегодня. Сейсмические станции поддерживались на Гавайях с момента основания обсерватории, но они были сосредоточены в основном на Килауэа, а покрытие Мауна-Лоа улучшалось лишь медленно в течение 20-го века. [75] После изобретения современного оборудования для мониторинга, основа современной системы мониторинга была установлена на вулкане в 1970-х годах. Извержение Мауна-Лоа в июле 1975 года было предупреждено более чем годом сейсмических волнений, при этом HVO выпускало предупреждения для широкой общественности с конца 1974 года; извержению 1984 года также предшествовало целых три года необычно высокой сейсмической активности, а вулканологи предсказывали извержение в течение двух лет в 1983 году. [76]
Современная система мониторинга на Мауна-Лоа состоит не только из локальной сейсмической сети, но и из большого количества станций GPS , наклономеров и деформометров , которые были закреплены на вулкане для мониторинга деформации грунта из-за разбухания подземного магматического очага Мауна-Лоа , что дает более полную картину событий, происходящих во время извержения. Сеть GPS является наиболее прочной и широкомасштабной из трех систем, в то время как наклономеры предоставляют наиболее чувствительные прогностические данные, но склонны к ошибочным результатам, не связанным с фактической деформацией грунта; тем не менее, линия обследования через кальдеру зафиксировала увеличение ее ширины на 76 мм (3 дюйма) за год, предшествовавший извержению 1975 года, и аналогичное увеличение во время извержения 1984 года. Деформометры, напротив, встречаются относительно редко. [77] Обсерватория также имеет два газовых детектора в Мокуавеовео, кальдере на вершине Мауна-Лоа, а также общедоступную веб-камеру в реальном времени и периодические проверки с помощью интерферометрического радиолокационного изображения с синтезированной апертурой . [76]
Первые древние гавайцы , прибывшие на Гавайи, жили вдоль берегов, где было много еды и воды. [78] Нелетающие птицы, которые ранее не знали хищников, стали основным источником пищи. [79] Ранние поселения оказали большое влияние на местную экосистему и стали причиной многих вымираний, особенно среди видов птиц, а также привели к появлению чужеродных растений и животных и увеличению темпов эрозии. [80] Преобладающая экосистема низинных лесов трансформировалась из леса в луга; некоторые из этих изменений были вызваны использованием огня, но главной причиной, по-видимому, стало появление полинезийской крысы ( Rattus exulans ). [81]
Древняя гавайская религиозная практика гласит, что пять вулканических вершин острова священны, и относится к Мауна-Лоа, самой большой из них, с большим восхищением; [82] но то, что мифология сохранилась сегодня, состоит в основном из устных рассказов 18-го века, впервые составленных в 19-м. Большинство этих историй согласны с тем, что гавайская богиня вулканов , Пеле , проживает в Халемаумау на Килауэа; однако некоторые помещают ее дом в кальдеру вершины Мауна-Лоа Мокуавеовео, и мифы в целом связывают ее со всей вулканической активностью на острове. [83] Независимо от этого, отсутствие у Килауэа географических очертаний и сильной вулканической связи с Мауна-Лоа привело к тому, что древние гавайцы считали его ответвлением Мауна-Лоа, а это означает, что большая часть мифов, которые сейчас связаны с Килауэа, изначально была также направлена на саму Мауна-Лоа. [84] : 154–155
Древние гавайцы построили обширную систему троп на острове Гавайи, сегодня известную как Национальный исторический маршрут Ала Кахакаи . Сеть состояла из коротких начальных точек троп, обслуживающих местные районы вдоль главных дорог, и более обширных сетей внутри и вокруг сельскохозяйственных центров. Расположение троп было практичным, соединяя жилые районы с фермами и портами, а регионы с ресурсами, с несколькими возвышенными участками, зарезервированными для сбора, и большинство линий были достаточно хорошо размечены, чтобы оставаться идентифицируемыми долгое время после окончания регулярного использования. Один из этих маршрутов, маршрут Айнапо , поднимался от деревни Капапала более чем на 3400 м (11 155 футов) примерно на 56 км (35 миль) и заканчивался в Мокуавеовео на вершине Мауна-Лоа. Хотя путешествие было трудным и требовало нескольких дней и множества носильщиков, древние гавайцы, вероятно, совершали путешествие во время извержений, чтобы оставить подношения и молитвы в честь Пеле, так же, как они делали в Халемаумау, соседствующей с более активной и более легкодоступной кальдерой Килауэа. Несколько лагерей, установленных по пути, снабжали путешественников водой и едой. [85] [86]
Третье путешествие Джеймса Кука было первым, в ходе которого он высадился на острове Гавайи в 1778 году, и после приключений вдоль западного побережья Северной Америки Кук вернулся на остров в 1779 году. Во время своего второго визита Джон Ледьярд , капрал Королевской морской пехоты на борту HMS Resolution , предложил и получил одобрение на экспедицию на вершину Мауна-Лоа, чтобы узнать «об этой части острова, особенно о пике, вершина которого обычно покрыта снегом, и вызвала большое любопытство». Используя компас, Ледьярд и небольшая группа товарищей по судну и местных служителей попытались проложить прямой курс к вершине. Однако на второй день путешествия маршрут стал круче, неровнее и заблокирован «непроходимыми зарослями», и группа была вынуждена отказаться от своей попытки и вернуться в залив Кеалакекуа , полагая, что они «проникли на 24 мили, и мы предполагаем, [находились] в пределах 11 миль от вершины»; на самом деле Мокуавеовео находится всего в 32 км (20 милях) к востоку от залива, что является серьезным преувеличением со стороны Ледьярда. Другой человек Кука, лейтенант Джеймс Кинг , оценил высоту пика по крайней мере в 5600 м (18 373 фута) на основе его снеговой линии . [87] [88]
Следующей попыткой покорить Мауна-Лоа стала экспедиция под руководством Арчибальда Мензиса , ботаника и натуралиста из Ванкуверской экспедиции 1793 года . В феврале того же года Мензис, два его товарища по судну и небольшая группа местных гавайцев предприняли попытку прямого курса к вершине из залива Кеалакекуа , пройдя по их подсчетам 26 км (16 миль) вглубь острова (завышенная оценка), прежде чем их отбросила густая чаща леса. Во время второго визита экспедиции на остров в январе следующего года Мензис был назначен ответственным за исследование внутренней части острова, и после пересечения склонов Хуалалаи он и его группа прибыли на высокое плато, разделяющее два вулкана. Мензис решил предпринять вторую попытку (несмотря на возражения сопровождавшего его вождя острова), но его продвижение снова было остановлено неприступными зарослями. [87]
Мензис предпринял третью попытку покорить Мауна-Лоа в феврале 1794 года. На этот раз ботаник проконсультировался с королем Камеамеа I и узнал, что он может отправиться на каноэ на юг и следовать по тропе ʻAinapō, не зная заранее о ее существовании. Значительно лучше подготовленные, Мензис, лейтенант Джозеф Бейкер и мичман Джордж Маккензи с Discovery , а также слуга (скорее всего, Джонатан Эвинс, указанный в судовой книге как «Л'т ботаника») достигли вершины, высота которой, по оценкам Мензиса, составляла 4156 м (13 635 футов) с помощью барометра ( что соответствует современному значению 4169 м, 13 678 футов). Он был удивлен, обнаружив сильный снегопад и утреннюю температуру -3 °C (27 °F), и не смог сравнить высоту Мауна-Лоа и Кеа, но правильно предположил, что последняя выше, основываясь на ее большей снежной шапке. [87] Подвиг восхождения на Мауна-Лоа не был повторен в течение сорока лет. [87]
Гавайские острова были местом ревностной миссионерской работы, первая группа миссионеров прибыла в Гонолулу в 1820 году, а вторая — в 1823 году. Некоторые из этих миссионеров отправились на остров Гавайи и провели десять недель, путешествуя по нему, проповедуя в местных деревнях и поднимаясь на Килауэа, откуда один из его членов, Уильям Эллис , наблюдал Мауна-Лоа с помощью телескопа и установил, что он и Кеа находятся «возможно, на высоте от 15 000 до 16 000 футов над уровнем моря»; однако они не пытались подняться на сам вулкан. Иногда сообщается, что миссионер Джозеф Гудрич достиг вершины примерно в это время, но он никогда не утверждал этого сам, хотя он действительно поднялся на вершину Мауна-Кеа и описал Мокуавеовео с помощью другого телескопа. [88]
Следующее успешное восхождение было совершено 29 января 1834 года шотландским ботаником Дэвидом Дугласом , который также достиг вершины кальдеры по тропе Айнапо. К тому времени, как Дуглас достиг вершины, окружающая среда подвергла его чрезвычайному давлению, но он тем не менее остался на ночь, чтобы провести измерения пропорций вершины кальдеры и записать барометрические данные о ее высоте, которые, как теперь известно, были крайне неточными. Дуглас собирал биологические образцы по пути как вверх, так и вниз, и после трудного и мучительного спуска начал собирать свои образцы; он планировал вернуться в Англию, но вместо этого несколько месяцев спустя его тело было обнаружено загадочно раздавленным в яме рядом с мертвым диким кабаном [88]
Исидор Лёвенштерн успешно поднялся на Мауна-Лоа в феврале 1839 года, это было всего лишь третье успешное восхождение за 60 лет. [87]
Исследовательская экспедиция Соединенных Штатов под руководством лейтенанта Чарльза Уилкса получила задание провести обширное обследование Тихого океана, начав в 1838 году. [89] В сентябре 1840 года они прибыли в Гонолулу , где ремонт кораблей занял больше времени, чем ожидалось. Уилкс решил провести зиму на Гавайях и воспользоваться возможностью исследовать вулканы, ожидая лучшей погоды для продолжения экспедиции. Король Камеамеа III назначил американского миссионера-врача доктора Геррита П. Джадда в экспедицию в качестве переводчика. [88]
Уилкс отплыл в Хило на острове Гавайи и решил сначала подняться на Мауна-Лоа, так как это выглядело проще, чем Мауна-Кеа . 14 декабря он нанял около 200 носильщиков, но после того, как он ушел, он понял, что забрали только около половины снаряжения, поэтому ему пришлось нанять больше гавайцев за более высокую плату. Когда они достигли Килауэа через два дня, их проводник Пухано направился к установленной тропе ʻAinapō. Уилкс не хотел возвращаться вниз, поэтому он проложил свой собственный путь через густой лес, указывая его компасом. Гавайцы были оскорблены пустой тратой священных деревьев, что не способствовало моральному духу. На высоте около 6000 футов (1800 м) они разбили лагерь под названием «Воскресная станция» на краю леса.
На станции Sunday Station к ним присоединились два проводника: Keaweehu, «птицелов», и еще один, чье гавайское имя не зафиксировано, по имени «ragsdale». Хотя Уилкс думал, что он почти на вершине, проводники знали, что они были меньше чем на полпути. Поскольку на станции Sunday Station не было воды, носильщиков пришлось отправить обратно на десять миль (16 км) к лавовой трубе на тропе ʻAinapō, где был известный запас. После целого дня пополнения запасов они продолжили путь ко второму лагерю, который они назвали «Станцией вербовки» на высоте около 9000 футов (2700 м). После еще одного целого дня похода они основали «Станцию флага» 22 декабря и к этому времени были на тропе ʻAinapō. Большинство носильщиков были отправлены обратно вниз, чтобы получить новый груз.
На Флаговой станции Уилкс и его восемь оставшихся людей построили круглую стену из лавовых камней и накрыли убежище брезентовой палаткой. Была снежная буря, и несколько человек страдали от высотной болезни . В ту ночь (23 декабря) снег на брезентовой крыше заставил ее обрушиться. На рассвете часть группы спустилась по тропе, чтобы забрать дрова и снаряжение, оставленное на тропе накануне. После еще одного дня подъема девять человек достигли края Мокуавеовео. Они не смогли найти путь вниз по его крутым склонам, поэтому выбрали ровное место на краю для лагеря в точке с координатами 19°27′59″N 155°34′54″W / 19.46639°N 155.58167°W / 19.46639; -155.58167 . Их палатка была разбита в 60 футах (18 м) от края кратера и защищена лавовыми блоками. [90]
На следующее утро они не смогли разжечь огонь с помощью трения из-за разреженного воздуха на этой высоте и послали за спичками. К этому времени морские офицеры и гавайцы не смогли договориться об условиях продолжения найма носильщиков, поэтому морякам и морским пехотинцам было приказано покинуть корабли. Доктор Джадд путешествовал между вершиной и пунктом набора, чтобы оказать помощь многим, кто страдал от горной болезни или износил свою обувь на грубой скале. Рождество было потрачено на строительство каменных стен вокруг лагеря, чтобы обеспечить некоторую защиту от сильных ветров и метели. Потребовалась еще неделя, чтобы доставить все оборудование на вершину, включая маятник, предназначенный для измерения небольших изменений силы тяжести. [90]
31 декабря 1840 года был собран сборный маятниковый дом. Топоры и зубила вырезали скальную поверхность для основания маятника. Потребовалось еще три дня, чтобы настроить часы на точку, где можно было начать эксперименты. Однако сильный ветер производил так много шума, что тиканье часто было не слышно, и изменял температуру, делая измерения неточными. Траву приходилось кропотливо приносить с самых низких высот для изоляции, чтобы получить точные измерения.
В понедельник, 11 января, Уилкс обошел вершину кратера. Используя оптический метод, он оценил, что Мауна-Кеа была на 193 фута (59 м) выше, в то время как современные измерения указывают на разницу около 125 футов (38 м). [6] 13 января 1841 года он вырубил в скале на месте "Пик Маятника, январь 1841 г. США Ex, Ex". Палатки были разобраны, и гавайцы несли снаряжение вниз в течение следующих трех дней, в то время как Уилкс наслаждался массажем ломиломи . Он продолжил свои измерения на более низких высотах и покинул остров 5 марта. Несмотря на все усилия, он не получил никаких существенных результатов, приписывая гравитационные расхождения "приливам". [88]
Руины лагеря экспедиции Уилкса являются единственным известным физическим доказательством в Тихом океане исследовательской экспедиции США. [90] Лагерь был включен в Национальный реестр исторических мест 24 июля 1974 года под номером 74000295, [91] и является государственным историческим объектом 10-52-5507. [92]
В 1934 году из камней с места лагеря Уилкса и раствора было построено укрытие на вершине. В 1916 году Мокуавеовео был включен в Национальный парк вулканов Гавайев , и новая тропа была проложена прямо из штаб-квартиры парка в Килауэа, еще более прямой маршрут, чем тот, по которому шел Уилкс. [85] Эта тропа, ведущая к вершине с востока через Красный холм, стала предпочтительным маршрутом из-за более легкого доступа и более пологого склона. Историческая тропа Айнапо вышла из употребления и была вновь открыта в 1990-х годах. Третий современный маршрут к вершине пролегает от Седловой дороги до обсерватории Мауна-Лоа , которая находится на высоте 11 135 футов (3 394 м) в нескольких милях к северу от Мокуавеовео и тропы Норт-Пит. [93]
_-_MAUNA_LOA_5_NNE,HI.svg/1280px-Monthly_Climate_Normals_(1991-2020)_-_MAUNA_LOA_5_NNE,HI.svg.png)
Пассаты дуют с востока на запад через Гавайские острова, и присутствие Мауна-Лоа сильно влияет на местный климат. На низких высотах восточная (наветренная) сторона вулкана получает сильные дожди; Хило является самым влажным городом на Гавайях и четвертым по влажным городам в Соединенных Штатах, после юго-восточных городов Аляски Уиттиер , Кетчикан и Якутат . Осадки поддерживают обширные лесонасаждения . Западная (подветренная) сторона имеет гораздо более сухой климат. На больших высотах количество осадков уменьшается, и небо очень часто ясное. Очень низкие температуры означают, что осадки часто выпадают в виде снега, а вершина Мауна-Лоа описывается как перигляциальный регион , где замерзание и таяние играют значительную роль в формировании ландшафта. [94]
Мауна-Лоа имеет тропический климат с теплыми температурами на более низких высотах и прохладными или холодными температурами на более высоких высотах круглый год. Ниже приведена таблица для обсерватории на склоне, которая находится на высоте 11 150 футов (3 400 м) в альпийской зоне . Самая высокая зарегистрированная температура была 78 °F (26 °C), а самая низкая 18 °F (−8 °C) 26 сентября 1990 года и 20 февраля 1962 года соответственно. [95]
Просмотр и редактирование необработанных графических данных.
Расположение Мауна-Лоа сделало его важным местом для атмосферного мониторинга Глобальной службой атмосферы и других научных наблюдений. Солнечная обсерватория Мауна-Лоа (MLSO), расположенная на высоте 11 155 футов (3 400 м) на северном склоне горы, уже давно занимает видное место в наблюдениях за Солнцем. Обсерватория NOAA Mauna Loa (MLO) расположена неподалеку. Благодаря своему расположению значительно выше местных антропогенных влияний, MLO контролирует глобальную атмосферу, включая парниковый газ углекислый газ . Измерения корректируются с учетом локального выделения CO 2 из вулкана. [99]
Массив Юань -Це Ли для изучения анизотропии микроволнового фона (AMiBA) находится на высоте 11 155 футов (3 400 м). Он был создан в октябре 2006 года Институтом астрономии и астрофизики Академии Синика (ASIAA) для изучения космического микроволнового фонового излучения . [100]
Остров Гавайи. Гавайи состоят из пяти сросшихся субаэральных (над уровнем моря) вулканов...
