Les volcans hawaiiens donnent en général naissance à des coulées de lave peu dangereuses, mais une petite partie des matériaux émis pendant les éruptions présente aussi un caractère explosif. Dans la mesure où les risques associés aux éruptions explosives sont beaucoup plus importants que ceux associés aux coulées de lave, l’étude des dépôts laissés par les éruptions explosives sur le Mauna Loa aide à mieux comprendre le fonctionnement des volcans hawaïens et les dangers qu’ils représentent pour la population.
En 1840, une expédition conduite par le lieutenant Charles Wilkes a étudié pour la première fois la caldeira sommitale du Mauna Loa. Les rapports d’observations laissent supposer qu’aucun dépôt explosif n’a été découvert..
En 1885, Thomas Jaggar, fondateur de l’Observatoire des Volcans d’Hawaï (le HVO), associa les dépôts présents sur la lèvre de la caldeira sommitale à la colonne éruptive produite par la première phase de l’éruption de 1877 qui avait été précédemment décrite par un missionnaire.
Alors qu’il faisait l’ascension du Mauna Loa en 1924, un ancien géologue de l’USGS a remarqué des dépôts d’explosions dans un kipuka (une zone de terre entourée d’une ou plusieurs coulées de lave plus jeunes) le long de l’Āinapō Trail. Il en a conclu que les éruptions qui avaient produit ces dépôts étaient d’origine phréatique.
En 1949, un géologue du HVO a observé que des blocs angulaires éjectés par des explosions étaient éparpillés sur le pourtour de la caldeira de Moku’weweoweo, avec des diamètres pouvant atteindre 1,50 mètre dans le secteur nord-ouest de la caldeira. À la cabine édifiée au sommet du volcan, il a observé une quantité importante de cendre ainsi que des blocs jusqu’à 1 mètre de diamètre. Lui aussi a conclu que les éruptions étaient phréatiques et que les dépôts provenaient d’une série d’explosions dans la zone sommitale.
La question était de savoir quand ces éruptions explosives se sont produites. Le charbon de bois est normalement utilisé pour dater les coulées de lave au Carbone 14, mais on n’en trouve pas au-dessus de la limite de la végétation. C’est pourquoi les géologues ont utilisé la datation par isotopes cosmogéniques pour dater les roches qui ont été régulièrement exposées aux rayons cosmiques autour de la caldeira de Moku’weweoweo.

Des échantillons représentatifs de chaque zone de dépôts et des coulées de lave sous-jacentes (i.e. du substrat) ont été prélevés. Les roches prélevées dans les trois zones près de Moku’weweeo ont été analysées en utilisant la technique de datation par isotopes cosmogéniques. Les résultats concernant les échantillons d’éjectas du secteur ouest ont révélé un âge moyen de 870 avant notre ère. L’âge moyen des coulées de lave sous-jacentes est de 980 ans avant J.C.
Dans le secteur nord-ouest, un seul bloc a présenté un âge de 830 avant J.C.
L’âge de deux blocs du secteur E est de 220 et 150 ans avant notre ère ; ils sont donc relativement récents. L’âge moyen de cinq échantillons de substrat prélevés près de la cabine au sommet est de 980 ans avant J.C.
Le Mauna Loa a connu au moins quatre éruptions phréatiques au niveau de la caldeira sommitale au cours des 880 dernières années. Bien que personne ne vive au sommet du volcan, de nouvelles éruptions explosives pourraient constituer une menace pour les personnes présentes lorsqu’elles se produisent et pour les avions qui survolent le sommet.
Source: USGS / HVO.

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Hawaiian volcanoes usually produce harmless lava flows, but a small percentage of the material produced by the eruptions is explosive in character. Since risks associated with explosive eruptions are much greater than those associated with lava flows, investigating the deposits on Mauna Loa is an important part of understanding how Hawaiian volcanoes work and the full range of hazards they pose.

In 1840, an expedition led by Lieutenant Charles Wilkes provided the first documented investigation of Mauna Loa’s summit caldera. The reports of his observations suggest that he saw no explosive deposits.

In 1885,   Thomas Jaggar, founder of the Hawaiian Volcano Observatory, later associated the deposits on the rim of the summit caldera with the eruption column in the opening phase of the 1877 eruption previously described by a missionary.

While ascending Mauna Loa in 1924, a former USGS geologist, noted explosion deposits in a kipuka (an area of land surrounded by one or more younger lava flows) along Āinapō Trail. He concluded that the eruptions producing the debris were phreatic in origin.

In 1949, a HVO geologist observed that angular blocks of rocks ejected by explosions were scattered about the rim of Moku‘āweoweo, with maximum diameters of 1.5 metres on the northwest fan. At the National Park’s summit cabin, he noted an abundance of ash, as well as blocks up to 1 metre in size. He, too, concluded that the eruptions were phreatic and that the deposits were caused by a series of explosions from the summit caldera area.

The question was to know when these explosive eruptions occurred. Charcoal is normally used to date lava flows, but it is not found above tree line. Therefore, geologists use cosmogenic radionuclide dating to establish reliable ages of the rocks around the Moku‘āweoweo caldera, which have been steadily exposed to cosmic rays.

In a study of the deposits, representative samples from each fan and the underlying lava flows were collected. Rocks from all three fans near Moku‘āweoweo were processed using the exposure dating technique.

Results from exposure age-dating of the three west fan ejecta samples yield an average age of 870 before present (BP). The average age of the underlying lava flows is 980 years BP.

From the northwest fan, a single block yielded an age of 830 years BP.

The east fan’s exposure ages for two blocks are 220 and 150 years BP, making this deposit very young! The average age from five substrate samples near the summit cabin is 980 years BP.

Mauna Loa has had at least four explosive phreatic eruptions from the caldera region in the past 880 years. Although no one lives at the summit of Mauna Loa, additional explosive summit eruptions have the potential to pose a threat to people on the ground and to aircraft.

Source : USGS / HVO.

Sommet du Mauna Loa (Crédit photo: USGS / HVO)

Photos: C. Grandpey