Scienziati della Rosenstiel School of Marine and Atmospheric Science dell'Università di Miami (UM) hanno analizzato i movimenti del suolo misurati dai dati satellitari Interferometric Synthetic Aperture Radar (InSAR) e dalle stazioni GPS per modellare con precisione dove si è intruso il magma e come l'afflusso di magma è cambiato nel tempo, così come dove le faglie sotto i fianchi si sono mosse senza generare terremoti significativi. La rete GPS è gestita dall'Osservatorio sul vulcano delle Hawaii dello U.S. Geological Survey.

"Un terremoto di magnitudo 6 o superiore allevierebbe lo stress impartito dall'afflusso di magma lungo una faglia sub-orizzontale sotto il fianco occidentale del vulcano, " disse Bhuvan Varugu, un dottorato di ricerca candidato alla UM Rosenstiel School e autore principale dello studio. "Questo terremoto potrebbe innescare un'eruzione".

I ricercatori hanno scoperto che durante il periodo 2014-2020 un totale di 0,11 chilometri3 di nuovo magma si è intruso in un corpo di magma simile a una diga situato sotto e a sud della caldera sommitale, con il bordo superiore a 2,5-3 chilometri di profondità sotto la sommità. Sono stati in grado di determinare che nel 2015 il magma ha iniziato ad espandersi verso sud, dove l'elevazione topografica è più bassa e il magma ha avuto meno lavoro da fare contro la pressione topografica. Dopo che il flusso di magma è diminuito nel 2017, il centro dell'inflazione è tornato alla precedente posizione orizzontale 2014-2015. Tali cambiamenti di un corpo di magma non sono mai stati osservati prima.

"A Mauna Loa, il movimento del fianco e le eruzioni sono intrinsecamente correlati, " ha detto Varugu. "L'afflusso di nuovo magma è iniziato nel 2014 dopo più di quattro anni di movimento verso il mare del fianco orientale, che ha aperto uno spazio nella zona del rift per l'intrusione del magma".

I ricercatori hanno anche scoperto che c'era un movimento non associato a un terremoto lungo una faglia quasi orizzontale sotto il fianco orientale, però, nessun movimento è stato rilevato sotto il fianco occidentale. Ciò ha portato i ricercatori a concludere che è dovuto un terremoto sotto il fianco occidentale. I movimenti lungo le faglie quasi orizzontali sotto i fianchi sono caratteristiche essenziali della crescita vulcanica a lungo termine.

Il vulcano erutterà nel prossimo futuro? "Se l'afflusso di magma continua è probabile, ma non richiesto, " dice Varugu. "Il carico topografico è piuttosto pesante, il magma potrebbe anche propagarsi lateralmente attraverso la zona di spaccatura".

"Un terremoto potrebbe essere un punto di svolta, " ha detto Falk Amelung, professore presso il Dipartimento di Geoscienze Marine della UM Rosenstiel School e autore senior dello studio. "Rilascerebbe gas dal magma paragonabile a scuotere una bottiglia di soda, generando ulteriore pressione e galleggiabilità, sufficiente per rompere la roccia sopra il magma."

Secondo i ricercatori ci sono molte incertezze. Sebbene lo stress che è stato esercitato lungo la faglia sia noto, la magnitudo del terremoto dipenderà anche dalle dimensioni della faglia che effettivamente si romperà. Inoltre, non sono disponibili dati satellitari per determinare i movimenti prima del 2002.

"È un problema affascinante, " disse Amelung, "Possiamo spiegare come e perché il corpo del magma è cambiato negli ultimi sei anni. Continueremo a osservare e questo alla fine porterà a modelli migliori per prevedere il prossimo sito di eruzione".

Con un'altezza di 9 chilometri dalla base sul fondo del mare alla vetta, Mauna Loa è il vulcano più grande della Terra. Nell'eruzione del 1950, ci sono volute solo tre ore perché la lava raggiungesse la costa di Kona. Tali flussi rapidi lascerebbero pochissimo tempo per evacuare le persone nel percorso della sua lava. Un'altra grande eruzione del Mauna Loa si è verificata nel 1984.

La combinazione di terremoti ed eruzioni non è niente di insolito. L'eruzione del 1950 fu preceduta da un terremoto di magnitudo 6.3 tre giorni prima, ed è stato seguito da un terremoto di magnitudo 6.9 più di un anno dopo. L'eruzione del 1984 è stata preceduta da un terremoto di magnitudo 6.6 5 mesi prima.

I dati satellitari sono stati acquisiti dai satelliti italiani Cosmo-Skymed nell'ambito dell'iniziativa Geohazard Supersites and Natural Laboratories (GSNL) del Group on Earth Observation (GEO), un'organizzazione ombrello internazionale per migliorare l'uso dell'osservazione della Terra a beneficio della società. Diverse agenzie spaziali uniscono le loro risorse satellitari per consentire nuovi studi sui vulcani pericolosi. Altri supersiti vulcanici includono l'islandese, Vulcani ecuadoriani e neozelandesi, nonché l'Etna in Italia.