地震预测面临的哪些科学挑战？
地震预测就是在相对较长的时段内，在较大的区域范围内，较宏观地揭示地震发生的可能性。地震预测目前遇到的挑战主要有：
(1) 对地下介质结构和应力状态探测的深度和精度不足。目前最深的钻孔才12km，一般钻孔仅数公里，远未达到地震孕育和发生的层位。最新的研究认为，地震的孕育不仅与震源深度以上的介质有关系，而且大地震的孕育可能与更深的脆韧转换带关系密切(Aki，2003)，对这一层位的认识更是知之甚少。因此，急需发展地下深部探测技术，提高对地下介质结构和应力状态探测的深度和精度。
(2) 对地表整体的观测不足。由于地球表面有70%被海洋覆盖，大陆区域的南极、沙漠、无人区等观测站点缺乏，使得人们对地球表面的观测很有限。海洋观测、极地观测技术需要发展，观测资料需要不断积累。同时，为了弥补地表观测的不足和克服地表观测的限制，需要进一步发展卫星观测技术，如正在开展的GPS、INSAR和电磁卫星观测。GPS技术已被广泛应用，并已取得十分明显的进展,，使人们对全球块体的运动获得了整体的认识，在地震预测研究中的应用取得了比较明显的进展。例如，2004年12月26日印度尼西亚9. 0级地震后，依据GPS观测资料，分析认为中国大陆尤其是西南地区处于较为松弛的状态，做出了地震活动比较弱的判断，后来地震活动证明了这一点(杨国华等，2006)。
(3) 观测资料时间差异的可靠性需要提高。在目前的观测精度下，人们比较容易接受观测资料空间差异的分析结果，其可靠程度较大，由于研究分析利用的多为静态或准静态变化观测资料，因而信度较高。例如，云南地区位于印度板块东部结点区域，其GPS运动的量级(cm级)远远大于远离板块边界华北地区的运动量级(mm级)(马宗晋等，2001)。但是，对观测资料时间差异的分析结果，由于在研究分析时利用的多为动态变化观测资料，其精度受到限制，其变化幅度往往同背景噪声量级差不多，难以令人信服。例如，波速本是介质内在的物理性质，但同一区域的岩石波速在很短时间内会发生明显变化，而且观测误差和计算误差也比较大，这样的变化人们普遍难以接受。令人遗憾的是，地震预测非常需要相关参数随时间的动态变化。
(4) 经验性地震预测的局限性。经验性地震预测基于前兆的相似性和重现性，采用归纳、类比、推理的方法进行研究。而实际地震前兆的表现十分复杂，完全重复的地震前兆十分罕见，目前没有条件获得丰富的地球动力学背景和深部动力学过程的信息，难以用物理模式来约束，进一步提高预测成功率非常困难。
同时，地震现象以唯象分析为主，缺乏具有物理含义的统计模型的定量刻画。地震前观测到一些前兆异常,仅仅依靠经验分析方法也很难区分构造运动、地震前兆及干扰引起的非正常异常变化。
(5) 对地震预测基本问题研究不足。由于理论认识的局限，国内对地震预测的基本问题研究不足，对地震孕育、发生机理及过程认识不清。目前的地震预测以震例的经验总结和统计预测为主，具有动力学含义的物理、数值预测十分缺乏,尽管取得一些成功的实例，但仅仅是依靠大量震例经验的统计和总结，目前还缺乏在地震孕育理论指导下反映动力学过程的经验预测方法，一些关键的科学问题尚未解决,从而导致经验性地震预测的成功率偏低，难以建立起观测资料与地震之间较为稳定的物理或统计关系。
(6) 缺乏大尺度的动态场整体观测。地球物理和地球化学前兆观测资料的使用，是以单点观测资料时变曲线与震例的经验性统计相对应为主，缺乏对于大尺度物理场的动态变化分析。不同观测资料之间缺乏物理过程的关联解释和数据同化研究。地震前兆现象的复杂性，增加了物理上定量描述与刻画的难度，难以建立各前兆学科预测地震的基础理论框架，同时与地震学及其他学科的有机融合不够。
(7) 新观测技术的挑战和新现象的发现。近年来随着科技的不断发展，一些国家逐步开展地震卫星技术的应用研究,如在GPS、热红外、电离层、INSAR、卫星重力、电磁波等方面(赵国泽等,2007)，拓展可能的地震前兆观测项目，初步显示了新技术在地震预测研究中的可能前景。
一些揭示了岩石圈深部活动与浅部脆性层破裂关系的新现象不断被发现。例如通过对数十年地震波资料的分析，发现地壳介质Ｑ值和特征地震频次存在相关性，这些现象揭示了岩石圈深部活动与浅部脆性层破裂的关系，为解决地震预测中的疑难问题开阔了思路(张国民等，2005)。我们可沿着已有的方向继续努力寻找地震前兆，但必须探索新的前兆。现在已经发现洋中脊转换断层上的“慢地震”，在俯冲带上以及圣安德列斯断层上的“寂静地震”，还有在大型的逆冲断层下面周期性的缓慢滑动事件及与其相关的间歇性的间歇颤动等等，均应引起足够的重视(陈运泰，1993、2007；王阎昭等，2007)。
(1) 对地下介质结构和应力状态探测的深度和精度不足。目前最深的钻孔才12km，一般钻孔仅数公里，远未达到地震孕育和发生的层位。最新的研究认为，地震的孕育不仅与震源深度以上的介质有关系，而且大地震的孕育可能与更深的脆韧转换带关系密切(Aki，2003)，对这一层位的认识更是知之甚少。因此，急需发展地下深部探测技术，提高对地下介质结构和应力状态探测的深度和精度。
(2) 对地表整体的观测不足。由于地球表面有70%被海洋覆盖，大陆区域的南极、沙漠、无人区等观测站点缺乏，使得人们对地球表面的观测很有限。海洋观测、极地观测技术需要发展，观测资料需要不断积累。同时，为了弥补地表观测的不足和克服地表观测的限制，需要进一步发展卫星观测技术，如正在开展的GPS、INSAR和电磁卫星观测。GPS技术已被广泛应用，并已取得十分明显的进展,，使人们对全球块体的运动获得了整体的认识，在地震预测研究中的应用取得了比较明显的进展。例如，2004年12月26日印度尼西亚9. 0级地震后，依据GPS观测资料，分析认为中国大陆尤其是西南地区处于较为松弛的状态，做出了地震活动比较弱的判断，后来地震活动证明了这一点(杨国华等，2006)。
(3) 观测资料时间差异的可靠性需要提高。在目前的观测精度下，人们比较容易接受观测资料空间差异的分析结果，其可靠程度较大，由于研究分析利用的多为静态或准静态变化观测资料，因而信度较高。例如，云南地区位于印度板块东部结点区域，其GPS运动的量级(cm级)远远大于远离板块边界华北地区的运动量级(mm级)(马宗晋等，2001)。但是，对观测资料时间差异的分析结果，由于在研究分析时利用的多为动态变化观测资料，其精度受到限制，其变化幅度往往同背景噪声量级差不多，难以令人信服。例如，波速本是介质内在的物理性质，但同一区域的岩石波速在很短时间内会发生明显变化，而且观测误差和计算误差也比较大，这样的变化人们普遍难以接受。令人遗憾的是，地震预测非常需要相关参数随时间的动态变化。
(4) 经验性地震预测的局限性。经验性地震预测基于前兆的相似性和重现性，采用归纳、类比、推理的方法进行研究。而实际地震前兆的表现十分复杂，完全重复的地震前兆十分罕见，目前没有条件获得丰富的地球动力学背景和深部动力学过程的信息，难以用物理模式来约束，进一步提高预测成功率非常困难。
同时，地震现象以唯象分析为主，缺乏具有物理含义的统计模型的定量刻画。地震前观测到一些前兆异常,仅仅依靠经验分析方法也很难区分构造运动、地震前兆及干扰引起的非正常异常变化。
(5) 对地震预测基本问题研究不足。由于理论认识的局限，国内对地震预测的基本问题研究不足，对地震孕育、发生机理及过程认识不清。目前的地震预测以震例的经验总结和统计预测为主，具有动力学含义的物理、数值预测十分缺乏,尽管取得一些成功的实例，但仅仅是依靠大量震例经验的统计和总结，目前还缺乏在地震孕育理论指导下反映动力学过程的经验预测方法，一些关键的科学问题尚未解决,从而导致经验性地震预测的成功率偏低，难以建立起观测资料与地震之间较为稳定的物理或统计关系。
(6) 缺乏大尺度的动态场整体观测。地球物理和地球化学前兆观测资料的使用，是以单点观测资料时变曲线与震例的经验性统计相对应为主，缺乏对于大尺度物理场的动态变化分析。不同观测资料之间缺乏物理过程的关联解释和数据同化研究。地震前兆现象的复杂性，增加了物理上定量描述与刻画的难度，难以建立各前兆学科预测地震的基础理论框架，同时与地震学及其他学科的有机融合不够。
(7) 新观测技术的挑战和新现象的发现。近年来随着科技的不断发展，一些国家逐步开展地震卫星技术的应用研究,如在GPS、热红外、电离层、INSAR、卫星重力、电磁波等方面(赵国泽等,2007)，拓展可能的地震前兆观测项目，初步显示了新技术在地震预测研究中的可能前景。
一些揭示了岩石圈深部活动与浅部脆性层破裂关系的新现象不断被发现。例如通过对数十年地震波资料的分析，发现地壳介质Ｑ值和特征地震频次存在相关性，这些现象揭示了岩石圈深部活动与浅部脆性层破裂的关系，为解决地震预测中的疑难问题开阔了思路(张国民等，2005)。我们可沿着已有的方向继续努力寻找地震前兆，但必须探索新的前兆。现在已经发现洋中脊转换断层上的“慢地震”，在俯冲带上以及圣安德列斯断层上的“寂静地震”，还有在大型的逆冲断层下面周期性的缓慢滑动事件及与其相关的间歇性的间歇颤动等等，均应引起足够的重视(陈运泰，1993、2007；王阎昭等，2007)。