Das Münster wurde bis auf den oberen Teil des Turms aus Berner Sandstein erbaut. Auch das Berner Stadtbild ist davon geprägt. Hier findet man viele Gebäude, die in hellgelb-hellgrün erstrahlen.
Nachfolgend wollen wir uns mit der Geologie des Berner Münster bzw. dem Berner Sandstein beschäftigen.
Beim Berner Sandstein handelt es sich um ein Sedimentgestein. Das Gestein, ein Molasse-Sandstein, entstand vor 25 Mio. Jahren im Miozän als Ablagerung des Erosionsschuttes der Alpen in einem Flachmeer. Es ist mit seinen 25 Millionen Jahren ein eher junges Gestein. Flüsse transportierten aus den jungen Alpen Sedimentmaterial ins Vorland, wo es im Meer zur Ablagerung gelangte. Ein Hinweis auf den marinen Ursprung ist das Mineral Glaukonit – welches sich nur in Meeressedimenten bildet. Das grünliche Schichtsilikat entsteht durch Umwandlung von anderen Mineralen – u.a. Biotit (dunkler Glimmer) – im Flachmeer unter sauerstoffarmen Bedingungen. Das klassische Sedimentgestein wird von einzelnen Körnern aufgebaut. Diese bilden ein Gerüst, dessen Hohlräume ganz oder teilweise von den Bindemitteln Ton, Mergel, Kalk, Kieselsäure ausgefüllt sind.
Der feinkörnige Sandstein ist aufgrund seiner geringen Kornbindung relativ weich und lässt sich gut mit Steinmetzwerkzeug bearbeiten. Deshalb fand er häufig Verwendung als Baustein – nicht selten mit schönen Verzierungen.
Der heute noch in einem Steinbruch in Ostermundigen abgebauten Steine werden vor allem für Renovationsarbeiten an älteren Gebäuden verwendet.
(Quelle: www.erdwissen.ch)
Gesteinsbeschreibung und Mineralbestand
Je nach Abbaustelle handelt es sich um ein graues Gestein mit möglichen Farbtönen von olivgrün über blaugrün bis hin zu gelb. Die unterschiedlichen Grüntöne des Gesteins sind abhängig vom Grad der Oxidation des Minerals Glaukonit ab. An diesem Sandstein sind Sedimentstrukturen wie Kreuzschichtungen und Rippelmarken erkennbar, die insbesondere bei Verwitterungsvorgängen deutlich hervortreten.
Der Durchmesser der Quarzkörner liegt überwiegend bei 0,1 bis 0,4 Millimetern und vereinzelt durchaus grösser. Dieser Sandstein besteht aus 55 bis 65 Prozent Quarz, 20 bis 25 Prozent Feldspat, 20 bis 25 Prozent Gesteinsbruchstücken und aus 2 bis 4 Prozent weiteren Schwermineralen.
Einfluß der Atmosphäre
Ab der Mitte des 19. Jahrhunderts wurden zahlreiche Bauwerke aus Berner Sandstein aufgebaut. In der Zeit dieser starken Nachfrage dieses Gesteinsmaterials wurde aus angewitterten und minderwertigen Gesteinslagen abgebaut. Zusätzlich kam die geringe Verwitterungsresistenz des Berner Sandsteins hinzu. Deshalb mussten zahlreiche steinerne Fassaden nach kurzer Zeit ersetzt oder ausgebessert werden. Der obere Teil des Turms des Berner Münsters wurde deshalb im 19. Jahrhundert aus dem verwitterungsbeständigeren Oberkirchener Sandstein hergestellt. Heute wird der Berner Sandstein vernehmlich beim Erhalt und Austausch historischer Bausubstanz verwendet. Auch heute noch erkennt man deutliche Verwitterungsspuren beim Berner Münster. Deshalb befasst sich die Berner-Münster-Stiftung auch heute noch mit dem Schwerpunkt Steinrestaurierung. Am Wegpunkt 1 z.B. kannst du am Sockel noch erkennen, dass es sich hier noch um Berner Sandstein handelt, der noch nicht restauriert wurde. An der Fassade darüber allerdings wurde schon einiges restauriert, man sieht den Unterschied zum Berner Sandstein. Am Wegpunkt 2 z.B. findest du bereits restaurierte Sandsteine. Diese wurden alle geölt.
Was ist Verwitterung?
Verwitterung bezeichnet in den Geowissenschaften die natürliche Zersetzung von Gestein infolge dessen exponierter Lage an oder nahe der Erdoberfläche. Dabei spielen mehrere Prozesse zusammen, die eine physikalische Zerstörung und/oder die chemische Veränderung des Gesteins – abiotisch oder biotisch verursacht – herbeiführen. Je nach Art der Verwitterung bleiben die gesteinsbildenden Minerale erhalten (physikalische Verwitterung) oder werden aufgelöst oder umgewandelt (chemische Verwitterung).
Physikalische Verwitterung:
z.B. Frostsprengung -> es kommt zu Absandungen, Abblättern im Oberflächenbereich.bei häufigem Frost-/Tauwechsel, da sich Wasser beim Übergang vom flüssigen in den festen Zustand um 9% ausdehnt.
z.B. Temperaturverwitterung -> es kommt es zu Wechsel Sonneneinstrahlung/Schatten; Temperaturschwankungen, wodurch eine thermische Ausdehnung entsteht und so zu Spannungen im Gesteinsgefüge bis hin zu Zerrüttung des Korngefüges führt.
Chemische Verwitterung:
z.B. Säureverwitterung -> in der Luft befindet sich von Natur aus immer etwas vom Gas Kohlenstoffdioxid (CO2), einem wichtigen Pflanzennährstoff, welches chemisch mit Regenwasser reagiert, wodurch es zu einer schwachen Säure, zur Kohlensäure wird. Diese Säure greift die Gesteine an. Auch als Steinfraß bekannt.
(Quellen: Wikipedia)
Beim Münsterportal kann man 234 fein gearbeitete Sandsteinfiguren erkennen. Es soll damit das Jüngste Gericht dargestellt werden. Sie sind weltberühmt. Im 20. Jahrhundert wurden die 47 lebensgrossen Figuren durch Kopien ersetzt werden, weil sie durch die Luftverschmutzung Schaden nahmen.
Neben den „normalen“ Verwitterungserscheinungen, die man rund um finden kann, wurden auch einige ungewöhnliche Verwitterungsformen durch ungewöhnliche Ursachen gefunden. Nachzug nur ein Auszug dessen:
Foto A: Relief «Machs’na», Nordfassade, Kopie von 1916 aus Obernkirchener Sandstein. Bildung von ungewöhnlichen Mikroschalen, verursacht durch ungewöhnliche Salze (Pikromerit und Tschermigit).
Foto B: Reparaturmörtel auf Obernkirchener Sandstein werden schwarz
Foto C: Reparaturmörtel auf Obernkirchener Sandstein werden schwarz. Die Salze haben astringierende Wirkung. Die verwendete Neusilberbürste wird zersetzt
Foto D: Eingetrockneter Kaltwasserauszug aus einer Probe vom Turmhelm. Gekreuzte Polarisation und λ-Plättchen. Analyse FTIR: •Bunte Nadeln = Gips (CaSO4.2H2O) •Grosse, isotrope Salzkristalle = Tschermigit
Nähere Infos zu weiteren Prüfungen, Messungen, Auswertungen, Vorbeugemaßnahmen kann man auf der Seite der Berner Münster-Stiftung nachlesen.
(Quelle: www.bernermünsterstiftung.ch)
(Quelle Fotos Münster: eigene)
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- Gehe nun zu WP1. a) Beschreibe die Unterschiede Sockel/Fassade im Hinblick auf Oberflächenbeschaffung, Körnung, Verwitterung. b) Eine Lupe könnte dir evtl. hilfreich sein. Entdeckst du im Sockel noch Rückstände von Sedimenten?
- Gehe nun zu WP2 an der Südost-Fassade. Hier wurde bereits eine Restauration vorgenommen und der Stein mit Öl konserviert. Was glaubst du, warum der restaurierte Stein mit Öl konserviert wurde?
- Welche Verwitterungsform ist beim Berner Münster hauptsächlich zu erkennen? Tritt ruhig näher heran um deine Beobachung zu schildern.
FREIWILLIG - Ich würde mich freuen, wenn ihr eurem Logeintrag ein Foto von euch oder eurem GPS mit dem Berner Münster im Hintergrund beifügt.
Nun viel Spaß beim Loggen.