Mount Agung, känd lokalt som Gunung Agung, är en 3, 142 meter hög vulkan belägen vid den östra änden av ön Bali, Indonesien.

Det blåser ut aska och ånga just nu, och har varit sedan lördagen den 25 november, 2017.

För att ta reda på vad som kan hända härnäst på Agung, forskare litar på aktuella observationer, parat med kriminaltekniska tekniker som retar isär vulkanens geologi.

Tecken som kan indikera början på ett farligare utbrott vid Agung är:

• intensifierade utsläpp av aska som når stratosfären (det andra lagret av jordens atmosfär)
• lavaströmmar börjar sjunka ner från bergets flanker
• ihållande skakningar av vulkanen av jordbävningar.

Alla tänker på Agungs senaste stora utbrott 1963-64. Just nu, mer än 1, 000 människor dödades av täta flöden av heta vulkaniska stenar och damm (kallade pyroklasterdensitetsflöden), och lerflöden av vulkanskt skräp som kallas lahars.

Senaste aktivitet på Mount Agung

Till och med september och oktober i år, ett stort antal jordbävningar upptäcktes under berget Agung.

En 10 km evakueringszon upprättades, och cirka 100, 000 personer flyttade till säkrare boende. Seismiciteten minskade, och en stadig plym av ånga dök upp från toppkratern. Detta tydde på att grundvattnet värmdes upp av magma (en het blandning av smält och halvsmält sten).

Ett "freatomagmatiskt utbrott" – ett resultat av interaktion mellan magma och grundvatten – inträffade för några dagar sedan. Detta följdes av ett intensifierat utbrott av en kolonn av aska, når cirka 8 km upp i atmosfären. Denna typ av utbrott kallas "plinian" efter det klimatiska utbrottet av Vesuvius år 79 AD, som beskrivits av Plinius den yngre.

Askan är fragmenterad magma, blåses isär genom separation och expansion av mineraler och gaser (vatten, koldioxid och svaveldioxid) som tidigare lösts i magman.

Nu har jordbävningsaktiviteten tagit fart igen. "Harmoniska skakningar" förekommer, där vulkanen skakar på grund av att magma rör sig snabbt genom underjordiska kanaler och sprickor som är kopplade till toppkratern.

Evakueringarna är aktiva igen, med tanke på oro för att utbrottet kan eskalera ytterligare. Farliga pyroklasterdensitetsflöden – en stil som kallas "peléean" efter utbrottet av Mt Pelée 1902 på de mindre Antillerna – är möjliga.

Volcano forensics i Agung

Studier av tidigare vulkanutbrott är avgörande för att försöka förutsäga framtida beteenden.

I fallet med berget Agung, kartläggning av askan, lerflöden, pyroklastdensitetsflöden, och lavor för utbrott som daterades tillbaka omkring 5, 000 år rapporterades i en studie från 2015.

Mätningar för att bestämma frekvensen av utbrott, plus att området och tjockleken på de olika typerna av flödes- och askavlagringar gjordes. Kartan visar några av dessa egenskaper för utbrotten 1963 och 1843.

Författarna drog slutsatsen att utbrottet av Agung 1843 var mer energiskt än 1963-64, och eruptiv aktivitet under de senaste hundra åren har varit mer intensiv i genomsnitt än dess beteende under de senaste tusen åren.

Volcanic Explosivity Index

Tillsammans med den grundläggande fältkartläggningen, en mängd andra kriminaltekniska metoder används av geologer för att kartlägga tidigare vulkanisk aktivitet.

Ett "Vulcanic Explosivity Index" är ett mått som beräknas baserat på direkta observationer av utbrott, plus experimentell replikering och modellering. Det återspeglar intensiteten och explosiviteten hos ett givet utbrott, ta hänsyn till hur högt, hur mycket, hur utbredd, hur varmt, och hur farliga (i termer av gasproduktion) de emitterade materialen var.

Uppföljningsanalyser sker i labbet. Forskare arbetar på vulkaniska bergarter och andra material för att bestämma vilka material de är gjorda av, deras kemiska sammansättning och sammansättningen av eventuella instängda gaser.

Ett viktigt mål är att räkna ut viskositeten ("rinnigheten") hos magman som fanns på platsen. Magma som innehåller höga halter av kiseldioxid – ett exempel är rhyolit – tenderar att vara mer trögflytande, och därför mer benägna att vara explosiva än mindre kiseldioxidrika typer, såsom basalt och andesit.

Stenar som återvinns från en vulkanisk plats har en fysisk och kemisk registrering av de underjordiska förhållandena som de hade utsatts för tidigare. Rekordet syns i lagren, eller zoner, av kristallina mineraler som utgör vulkaniska bergarter.

För Mount Agung, den här typen av rättsmedicinskt arbete har varit mycket användbart. Den visar att uppladdning av en magmakammare i jordskorpan – dvs. ankomsten av ett nytt parti magma från djupare nivåer i jordskorpan till den grundaste magmakammaren som matar topputbrottet – hade föregått och troligen utlöst utbrottet 1963-64.

Vissa vulkaniska stenar är otroligt vackra. Fragment av magma som har svalnat i jordskorpan resulterar i grovt kristallina bergarter, som visas på bilden nedan.

Tittar och väntar

Det finns fortfarande många osäkerheter när det gäller att förutsäga var, när, och hur energiskt nästa utbrott kommer att bli för många av de många vulkanerna på jorden.

I fallet med berget Agung, nuvarande mätningar plus tidigare "form" används för närvarande för att övervaka situationen.

Men för många vulkaner, vi har inte etablerat mönster eftersom gapen mellan utbrotten är så långa. Andra faktorer kan vara svåra att förutse, som den strukturella kollapsen som inträffade vid Mt St Helens 1980.

Vulkanerna med de längsta kända avbrotten mellan utbrotten har fått de största volymerna material. Dessa är de så kallade "supervulkanerna", som de vid sjöarna Taupo (Nya Zeeland) och Toba (Sumatra, Indonesien).

Det finns inga observationer registrerade av människor för dessa enorma händelser, och vulkanen forensics är för närvarande våra enda guider för deras möjliga beteende.

på Bali, experter tittar noga efter mer aska, och bevis på lavaflöden som kan förebåda stor fara för lokalbefolkningen.