De LAB wordt bepaald door de verschillen in de lithosfeer en de asthenosfeer, met inbegrip van, maar niet beperkt tot, verschillen in korrelgrootte, chemische samenstelling, thermische eigenschappen, en mate van partiële smelt; dit zijn factoren die de reologische verschillen in de lithosfeer en de asthenosfeer beïnvloeden.
Mechanische grenslaag (MBL)bewerken
De LAB scheidt de mechanisch sterke lithosfeer van de zwakke asthenosfeer. De diepte van de MBL kan worden geschat aan de hand van de mate van buiging die de lithosfeer heeft ondergaan als gevolg van een toegepaste belasting aan het oppervlak (zoals de buiging van een vulkaan). Buiging is één waarneming van sterkte, maar aardbevingen kunnen ook worden gebruikt om de grens tussen “sterk” en “zwak” gesteente te bepalen. Aardbevingen worden in de eerste plaats beperkt tot de oude, koude lithosfeer met temperaturen tot ~650°C. Dit criterium werkt bijzonder goed in oceanische lithosfeer, waar het redelijk eenvoudig is om de temperatuur op diepte te schatten op basis van de ouderdom van de gesteenten. Het LAB is het ondiepst wanneer deze definitie wordt gebruikt. De MBL wordt zelden gelijkgesteld met de lithosfeer, omdat in sommige tektonisch actieve gebieden (b.v. de Basin and Range Province) de MBL dunner is dan de korst en het LAB boven de Mohorovičić discontinuïteit zou liggen.
Thermische grenslaag (TBL)Edit
De definitie van het LAB als een thermische grenslaag (TBL) komt niet voort uit de temperatuur, maar uit het dominante mechanisme van warmtetransport. De lithosfeer is niet in staat convectiecellen te ondersteunen omdat hij sterk is, maar de convecterende mantel eronder is veel zwakker. In dit kader scheidt het LAB de twee warmtetransportregimes. De overgang van een domein dat warmte hoofdzakelijk transporteert door convectie in de asthenosfeer naar de geleidende lithosfeer is echter niet noodzakelijk abrupt en omvat in plaats daarvan een brede zone van gemengd of in de tijd variabel warmtetransport. De top van de thermische grenslaag is de maximale diepte waarop warmte alleen door geleiding wordt getransporteerd. De onderkant van de TBL is de ondiepste diepte waarop warmte alleen door convectie wordt getransporteerd. Op dieptes binnen de TBL wordt warmte getransporteerd door een combinatie van zowel geleiding als convectie.
Reologische grenslaag (RBL)Edit
De LAB is een rheologische grenslaag (RBL). De koudere temperaturen op de ondiepere diepten van de aarde beïnvloeden de viscositeit en de sterkte van de lithosfeer. Kouder materiaal in de lithosfeer verzet zich tegen stroming, terwijl het “warmere” materiaal in de asthenosfeer bijdraagt tot de lagere viscositeit. De toename van de temperatuur met toenemende diepte staat bekend als de geothermische gradiënt en is geleidelijk binnen de rheologische grenslaag. In de praktijk wordt de RBL gedefinieerd door de diepte waarop de viscositeit van het mantelgesteente daalt tot onder ~ 10 21 P a ⋅ s. {displaystyle 10^{21}Pa ⋅ s.}
.
Mantelmateriaal is echter een niet-Newtoniaanse vloeistof, d.w.z. dat de viscositeit ervan ook afhangt van de deformatiesnelheid. Dit betekent dat het LAB van positie kan veranderen als gevolg van veranderingen in de spanningen.
Compositional boundary layer (CBL)Edit
Een andere definitie van het LAB betreft verschillen in samenstelling van de mantel op diepte. De lithosferische mantel is ultramafisch en heeft het grootste deel van zijn vluchtige bestanddelen, zoals water, calcium en aluminium, verloren. De kennis van deze depletie is gebaseerd op de samenstelling van de mantel xenoliths. De diepte van de basis van het CBL kan worden bepaald aan de hand van de hoeveelheid forsteriet in monsters olivijn die uit de mantel zijn gehaald. Dit komt doordat het gedeeltelijke smelten van primitieve of asthenosferische mantel een samenstelling achterlaat die verrijkt is met magnesium, waarbij de diepte waarop de magnesiumconcentratie overeenkomt met die van de primitieve mantel de basis is van het CBL.