Frontiers | Systematic Triggering of Large Earthquakes by Karst Water Recharge: Statistical Evidence in Northeastern Italy

Systematic Triggering of Large Earthquakes by Karst Water Recharge: Statistical Evidence in Northeastern Italy
National Institute of Oceanography and Applied Geophysics – OGS, Udine, Italy
It is known that surface water accumulation by natural or anthropic causes like precipitation and reservoir impoundment can trigger earthquakes. The phenomenon is amplified and sped up in karst areas, where fracture systems can store large quantities of water and facilitate its percolation to seismogenic depths, increasing both elastic stress and pore pressure on pre-existent faults. The present work explored the possibility that this mechanism had systematically triggered major earthquakes in northeastern Italy, where seismicity is concentrated along the pre-Alpine thrust belt, characterized by the alignment of a series of karst massifs. The time occurrence of damaging and destructive earthquakes (moment magnitude Mw between 4.8 and 6.4) since 1901 was compared with the evolution of the Palmer Drought Severity Index (PDSI), an index of soil moisture that summarizes precipitation and, through temperature, water evaporation. Statistical analysis based on the bivariate Ripley’s K-function shows a significant time correlation between earthquakes and the peaks of PDSI since 1934, with the two strongest earthquakes (1936 Alpago-Cansiglio earthquake and 1976 Friuli earthquake, Mw 6.1 and 6.4, respectively) placed by the two PDSI maxima. The analysis was extended back in time to the last millennium, showing a time correlation between the occurrence of destructive earthquakes (Mw ≥ 6.2) and the peaks of ice extension in the European Alps, assumed as a proxy for groundwater accumulation in the study area. This evidence presented herein coupled with geological characteristics of the area and recent observations on large crustal deformations induced by heavy precipitation suggests that, if PDSI is a valid ground water indicator, karst water recharge may play a role in triggering major earthquakes in northeastern Italy, also relating their occurrence to the large scale climate changes affecting precipitation and evaporation.

Related Keywords

Hainzl , Steiermark , Austria , United States , United Kingdom , Sheki , Mie , Japan , Tolmezzo , Friuli Venezia Giulia , Italy , Brazil , China , California , Laquila , Abruzzo , Talwani , Haryana , India , Apennines , Marche , Rome , Lazio , Canin , Italy General , Hochstaufen , Bayern , Germany , Cansiglio , Mulargia , Sardegna , Tangshan , Hebei , Switzerland , Rangely , Colorado , Greece , Washington , Gran Sasso , Friuli , Fiji , Oregon , Athens , Attikír , Medellin , Antioquia , Colombia , Israel , Slovenia , Boulder , Heidelberg , Baden Wüberg , France , Turkey , Berlin , Sichuan , Gansu , Slovenian , Italian , America , Turk , Viti , Greek , British , Swiss , Gustav Fischer Verlag , Tel Hariri , B Frenzel Stutgart , Nevee Valanghe , Geofisicae Vulcanologia , Europe Matthews , Regione Veneto , Carla Barnaba , Una Rinascita , Rapporto Conclusivo , Geografiska Annaler , Fabiana Zandonai , Terremoti Italiani , Speleologica Italiana , El Kenawy , Soil Properties , National Center , University Of Padua , Atmospheric Research Staff Editor , National Climatic Data Center , Atmospheric Research Staff , Palmer Drought Severity Index , Gravity Recovery , Climate Experiment , Southern Alps , Cansiglio Plateau , Climatic Data Center , North America , Old World Drought Atlas , North Africa , Middle Age , Great Aletsch Glacier , European Alps , Little Ice Age , Little Ice Age Type Events , Great Aletsch , Swiss Alps , All Saints , Generic Mapping Tools , Climate Data Guide , Atmospheric Researchavailable , Geological And Hydrogeochemical Characterization , Lake Garda Lessini Mountain , Laquila Earthquake , Groundwater Flow , Gran Sasso Carbonate Aquifer , Central Italyflow , Gran Sasso Carbonate , Instrumental Climatological Surface Time Series , Greater Alpine , Seasonal Variations , Geodetic Strain , Himalaya Induced , Glacial Phases , Natural Catastrophes , Economic Trends , Last Millennium , Rate Changes , Premonitory Quiescence , Northern Italy , Decreasing Rate , Northern Hemisphere , Del Friuli Venezia , Water Fluxes , Alpine Karst Catchment , Potential Future Climate , Karst Geology , Cave Fauna , Old World Megadroughts , Med Abstract , Crossref Full Text , Crustal Deformation , Seismicity Modulated , Groundwater Recharge , Various Forms , Clinometric Surveys , Individual Seismogenic Sources , Potential Sources , Istituto Nazionale , Triggering Earthquakes , Reservoir Induced Seismicity , Southern California , Aftershocks Removed , Weak Climatic Control , Stand Scale Fire History , Late Holocene , Verona Area , Critical Time Review , Two Lost Earthquakes , Lower Germany , Recent Studies , Triggered Earthquakes , Artificial Water Reservoirs , Special Emphasis , Rainfall Triggered Earthquake , Partitioning Snowmelt , Critical Zone , Climate Type , Climate Driven Changes , Water Volumes , Snow Load , Seasonal Variation , Earthquake Occurrence , Grosser Aletsch Glacier , Gorner Glacier , New Results , Glacier Fluctuations , West Central Europe , Why California Is Not Falling , Regional Risk Assessment , Karst Collapse , Preliminary Study , Large Earthquakes , Seasonal Water Storage , Stress Modulation , Water Level , Lake Kinnereth , Meteorological Triggering , Earthquake Swarms , Statistical Reappraisal , Greek Seismic , Earth Moon , Shallow Earthquakes , Environmental Characteristics , Their Effect , Carbonates Evaporites , Ocean Loading Effects , Near Shore Plate Boundary Fault , Long Term Earthquake Triggering , Ice Age , Rain Triggered Earthquakes , Their Dependence , Anthropogenic Triggering , Dieci Cannoni Per Una , Gasperini Editor , Mechanical Response , Shallow Crust , Groundwater Storage Variations , Seismic Observations , Eastern Southern Alps , Solid Earth , Earthquake Control , Second Order Moment , California Seismicity , Seismicity Rate , Wave Velocity Variations , Catastrophic Storm , Fault Region , Modelling Spatial , Catalogo Parametrico , Italian Earthquake Catalogue , Seismicity Induced , Seasonal Groundwater Recharge , Focal Mechanism Catalogue , Surrounding Areas , Spectral Coherence , Climate Oscillations , Historical Worldwide , Hydrologically Induced Karst Deformation , Eurasia Plate Boundary , Transient Crustal Deformation , Karst Aquifers Hydrology , Seismic Hazard Assessment , Italian Building , Seismogenic Permeability , Tidal Correlations , Hydrogeological Reconstruction , Hydrogeological Characterization , Groundwater Storage , Karst Aquifer , Kanin Massif , Julian Alps , New Global , Gridded Dataset , Multiscalar Drought Index , Current Drought Index Datasets Based , Palmer Drought Severity , Improved Historical Temperature , Precipitation Time Series , Self Calibrating Palmer Drought Severity , Generic Mapping Tools Version , ஸ்டீயர்மார்க் , ஆஸ்ட்ரியா , ஒன்றுபட்டது மாநிலங்களில் , ஒன்றுபட்டது கிஂக்டம் , மை , ஜப்பான் , ப்ர்ிஉலி வெனீசியா கியுலியா , இத்தாலி , பிரேசில் , சீனா , கலிஃபோர்னியா , தல்வானி , ஹரியானா , இந்தியா , மார்ச் , ரோம் , லேஸியோ , கேனின் , பேயர்ன் , ஜெர்மனி , சர்டெஞனா , சுவிட்சர்லாந்து , வரம்பில் , கொலராடோ , கிரீஸ் , வாஷிங்டன் , கிரான் சஸ்ஸொ , ப்ர்ிஉலி , ஃபிஜி , ஓரிகந் , ஏதென்ஸ் , ஆன்டிகுவியா , கொலம்பியா , இஸ்ரேல் , ஸ்லோவேனியா , கற்பாறை , ஹைடெல்பெர்க் , பிரான்ஸ் , வான்கோழி , பெர்லின் , ஸிச்வாந் , க்யாந்ஸ்யூ , ஸ்லோவேனியன் , இத்தாலிய , அமெரிக்கா , துருக்கி , விட்டி , கிரேக்கம் , பிரிட்டிஷ் , சுவிஸ் , எல் ஹரிரி , மண் ப்ராபர்டீஸ் , தேசிய மையம் , பல்கலைக்கழகம் ஆஃப் ப்யாட்யூவ , தேசிய காலநிலை தகவல்கள் மையம் , பாமர் வறட்சி தீவிரம் குறியீட்டு , ஈர்ப்பு மீட்பு , காலநிலை சோதனை , தெற்கு ஆல்ப்ஸ் , காலநிலை தகவல்கள் மையம் , வடக்கு அமெரிக்கா , பழையது உலகம் வறட்சி அட்லஸ் , நடுத்தர வாழ்நாள் , ஐரோப்பிய ஆல்ப்ஸ் , கொஞ்சம் பனி வாழ்நாள் , சுவிஸ் ஆல்ப்ஸ் , அனைத்தும் புனிதர்கள் , ஜெநெரிக் விவரணையாக்கம் கருவிகள் , பருவகால வேறுபாடுகள் , பொருளாதார போக்குகள் , ரேட் மாற்றங்கள் , வடக்கு இத்தாலி , வடக்கு அரைக்கோளம் , தண்ணீர் ஃப்ளக்ஸ் , கார்ட் புவியியல் , மேட் , நிலத்தடி நீர் மீள்நிரப்பு , பல்வேறு வடிவங்கள் , பொடெந்ஶியல் ஆதாரங்கள் , தெற்கு கலிஃபோர்னியா , வெரோனா பரப்பளவு , கீழ் ஜெர்மனி , சமீப ஆய்வுகள் , சிறப்பு வலியுறுத்தல் , முக்கியமான ஸோந் , தண்ணீர் தொகுதிகள் , பனி சுமை , புதியது முடிவுகள் , பிராந்திய ஆபத்து மதிப்பீடு , ப்ரிலிமிநரீ படிப்பு , பெரியது பூகம்பங்கள் , தண்ணீர் நிலை , பூகம்பம் திரள் , பூமி நிலா , சுற்றுச்சூழல் பண்புகள் , அவர்களது விளைவு , திட பூமி , சுற்றியுள்ள பகுதிகள் , இத்தாலிய கட்டிடம் , நிலத்தடி நீர் சேமிப்பு , ஜூலியன் ஆல்ப்ஸ் , புதியது உலகளாவிய , பாமர் வறட்சி தீவிரம் ,