La théorie de la tectonique des plaques est une découverte fondamentale qui a révolutionné les Sciences de la Terre. Les plaques tectoniques (la lithosphère), mobiles par rapport à l'asthénosphère sous-jacente, constituent un élément central de la théorie de la tectonique des plaques. Cependant, la nature et l'épaisseur de la lithosphère, ainsi que les propriétés fondamentales de sa limite inférieure avec l'asthénosphère (LAB pour "Lithosphere-Asthenosphere Boundary" en anglais) sont toujours sujettes à débats. 

Afin de contribuer à éclairer ce problème d'importance primordiale, nous proposons une approche intégrée, utilisant des méthodes de sismique réflexion et réfraction, sismologie exploitant les téléséismes, et méthode magnéto-tellurique - ceci en domaine océanique dans l'Océan Atlantique équatorial, afin d'étudier l'évolution de la lithosphère depuis l'axe de la dorsale (âge zéro) jusqu'à des âges de 75-80 Ma à proximité de la marge continentale. Notre choix de l'Atlantique équatorial est motivé par le fait que les larges zones de fractures qui y décalent la ride sont d'azimuth à peu près constant sur une distance de 2000 km, ce qui rend possible l'acquisition de profils 2D continus dans des corridors d'accrétion perpendiculaires à l'axe. Les résultats combinés permettront une imagerie multi-échelles de la LAB entre 0 et 80 Ma. Ces données permettront également la détection de lentilles magmatiques dans le manteau au droit de l'axe de la dorsale, et permettront de quantifier les processus accompagnant le vieillissement de la plaque notamment les processus d'hydratation. Un profil sismique au travers des zones de fractures donnera des contraintes nouvelles sur la structure superficielle et profonde de ces régions, et permettra de détecter les varations d'épaisseur de la lithosphère qui y sont associées. 

En mars-avril 2015, 2775 km de données de sismique réflexion "ultra-profonde" ont été acquis par le navire Western Trident de Schlumberger-WesternGeco, qui durant cette campagne tractait une flûte de 12 km de long équipée de capteurs 4 composantes. Les profils échantillonnent la lithosphère océanique dans une gamme d'âges 0-75 Ma en direction E-W; une traversée N-S des grandes zones de fracture de l'Atlantique équatorial (St Paul, Romanche et Chain) a également été réalisée. En 2016, 39 sismomètres de fond de mer large-bandes (BBOBS) et 40 capteurs électro-magnétiques pour la magnétotellurique sont déployés pour une durée d'un an sous forme d'une grille. Puis en 2017, un grand profil de sismique réfraction 2D, instrumenté à l'aide de 70 OBS est réalisé pour une étude de la lithosphère sur le flanc africain dans une gamme d'âges 0-50 Ma; ce profil de 1200 km de long se situe le long d'un segment de données de sismique réflexion "ultra-profonde".

Pour conclure la phase d'acquisition de ce projet, nous proposons dans la présente demande une campagne de sismique réfraction OBS visant à acquérir deux profils supplémentaires, longs de 550 and 800 km respectivement, situés le long des deux derniers segments de données de sismique réflexion ultra-profonde: un premier profil sur la plaque sud-américaine entre les âges 0 et 25 Ma, et le second au travers des grandes zones de fractures équatoriales. Nous prévoyons d'utiliser 85 OBS et une source (canons à air) de large volume, avec une distance inter-tir 300-400m: ce dispositif permettra d'enregistrer des arrivées jusqu'à 400 km de distance avec une profondeur maximum échantillonnée par les rais de 30-50 km.