GTGS: Adelhard und die Geologie der Kaiserpfalz EarthCache

(dieser Cache) GTGS: Die Geologie der Kaiserpfalz

EarthCache: Die Kaiserpfalz Goslar – Geologie eines mittelalterlichen Bauwerks

Kurzbeschreibung

Die Kaiserpfalz in Goslar ist eines der bedeutendsten profanen Bauwerke des Mittelalters. Neben ihrer historischen Rolle ist sie auch ein eindrucksvolles Beispiel dafür, wie eng das Bauwesen früherer Jahrhunderte mit der regionalen Geologie verknüpft war.

Dieser EarthCache beschäftigt sich mit den verwendeten Natursteinen, ihren Eigenschaften und ihrer Reaktion auf das raue Klima des Harzes.

Die Beobachtungen erfolgen ausschließlich im Außenbereich der Kaiserpfalz. Das Gelände ist öffentlich zugänglich.

Geologischer Hintergrund

Bauen mit regionalen Rohstoffen

Bis zum Ausbau des Eisenbahnnetzes war die Verwendung von Baumaterialien stark durch deren lokale Verfügbarkeit geprägt. Der finanzielle Aufwand für den Transport überwog häufig den Arbeitsaufwand, weshalb vor allem regionale Natursteine genutzt wurden.

Im Harz ist dieser Zusammenhang besonders gut nachvollziehbar:

• paläozoische Gesteine bilden eine geologisch isolierte „Insel“
• jüngere Gesteine treten nur in schmalen Randzonen auf
• zahlreiche historische Steinbrüche lagen in unmittelbarer Nähe der Städte

Sandsteine als wichtigste Bausteine

An der Kaiserpfalz dominieren Sandsteine, die sich gut bearbeiten lassen und in der Umgebung Goslars in unterschiedlichen Varietäten vorkamen.

Kahlebergsandstein (Devon)

• heller, im verwitterten Zustand oft dunkler fein- bis mittelkörniger Quarzsandstein
• geringe Porosität, starke Zementation
• gut bearbeitbar, dunkle Anlauffarbe, witterungsbeständig
• dünnbankig

—> der Abbau des Kahlebergsandsteins erfolgte im Gebiet zwischen Oker und Zellerfeld

Buntsandstein (Trias)

• roter Sandstein, Verwitterungsfarbe oft rötlich, manchmal gelblich
• hohe Porosität
• oft in der Varietät “Rogenstein” als Treppenstufe verwendet

—>  der Abbau erfolgte im Harly (nördlich von Goslar bei Vienenburg)

Hilssandstein (Unterkreide) 

• heller, fein- bis mittelkörniger Quarzsandstein
• hohe Porosität, geringe Zementation
• gut bearbeitbar, aber witterungsanfällig
• besonders häufig für Werksteine, Kanten, Fenster- und Türgewände verwendet

—> der Abbau dieser Sandsteine erfolgte im Gebiet zwischen Astfeld und Ostlutter (westlich von Goslar)

Sudmerberger Kalksandstein (Oberkreide)

• grobsandig bis feinkiesig
• warme ockerfarbene Tönung
• oft mit erkennbarer Schrägschichtung
• vergleichsweise gute Beständigkeit im Goslarer Raum

—> Abbau am Sudmerberg (Ortsteil von Goslar, nördlich)

Diese Gesteine lassen sich an der Fassade anhand von Farbe, Körnung und Verwitterungsgrad unterscheiden.

Weitere Gesteine

Neben Sandsteinen wurden im Goslarer Raum auch:

• Schiefer (z. B. für Dächer), Goslarer Dachschiefer, Abbau in der Ratsschiefergrube westlich von Goslar
• Kalksteine z.B. Langenberg bei Oker und Muschelkalkvorkommen (Schaumkalk, nordwestlich von Goslar im Huy)

• magmatische Gesteine (punktuell, z. B. für Sockel oder Pflaster), Granitvorkommen im Okertal

verwendet. An der Kaiserpfalz spielen diese jedoch gegenüber den Sandsteinen eine untergeordnete Rolle.

Einfluss des Harzer Klimas

Das Harzer Klima ist geprägt durch:

• hohe Niederschläge
• lange Winter
• häufige Frost-Tau-Wechsel

Diese Bedingungen führen zu:

• Absandungen
• Schalen- und Kantenabplatzungen
• verstärkter Durchfeuchtung poröser Gesteine

An historischen Bauwerken wie der Kaiserpfalz lassen sich diese Prozesse besonders gut beobachten.

Untersuche die Außenmauern der Kaiserpfalz und achte auf:

• unterschiedliche Farbtöne der Steine
• Unterschiede in der Körnung
• verschiedene Verwitterungsformen (Absanden, Abplatzungen, glatte vs. raue Flächen)

Logging-Aufgaben

Um diesen EarthCache zu loggen, sende mir bitte eine E-Mail oder Message mit den folgenden Antworten:

1. Beschreibe zwei unterschiedlich aussehende Bausteine an der Außenfassade (Farbe, Körnung).
2. Welcher der beobachteten Steine wirkt stärker verwittert? Beschreibe mindestens ein sichtbares Merkmal.
3. Erkläre, warum poröse Sandsteine im Harzer Klima besonders anfällig für Schäden sind.
4. Warum wurden dennoch solche Sandsteine als Baumaterial verwendet? Nenne mindestens einen Grund.
5. Ein Foto von dir oder deinem GPS an der Kaiserpfalz (ohne Spoiler, Pflicht! Logs ohne Foto werden kommentarlos gelöscht).

Quellen: Alle Fotos stammen vom Verfasser!

(this Cache) GTGS: The Geology of the Imperial Palace

EarthCache: The Imperial Palace of Goslar – Geology of a Medieval Building

Short Description

The Imperial Palace in Goslar is one of the most significant secular buildings of the Middle Ages. In addition to its historical role, it is also an impressive example of how closely construction practices of past centuries were linked to regional geology.

This EarthCache focuses on the natural stones used, their properties, and how they react to the harsh climate of the Harz region.

All observations take place outside the Imperial Palace. The grounds are publicly accessible.

Geological Background

Building with regional raw materials

Before the expansion of the railway network, the use of building materials was strongly influenced by their local availability. The financial cost of transportation often exceeded the cost of labor, which is why regional natural stones were predominantly used.

In the Harz region, this relationship is particularly evident:

• Paleozoic rocks form a geologically isolated “island”
• younger rocks appear only in narrow marginal zones
• numerous historical quarries were located close to the cities

Sandstones as the most important building stones

Sandstones dominate the Imperial Palace, as they are easy to work with and occurred in various varieties in the surroundings of Goslar.

Kahleberg Sandstone (Devonian)

• light, often darker when weathered; fine- to medium-grained quartz sandstone
• low porosity, strong cementation
• easy to work, dark patina color, weather-resistant
• thinly bedded

—> Kahleberg sandstone was quarried in the area between Oker and Zellerfeld

Bunter Sandstone (Triassic)

• red sandstone, often reddish in weathered state, sometimes yellowish
• high porosity
• often used in the variety “Rogenstein” for stair steps

—> quarrying took place in the Harly hills (north of Goslar near Vienenburg)

Hils Sandstone (Lower Cretaceous) 

• light, fine- to medium-grained quartz sandstone
• high porosity, low cementation
• easy to work, but susceptible to weathering
• commonly used for ashlar, edges, window and door frames

—> these sandstones were quarried in the area between Astfeld and Ostlutter (west of Goslar)

Sudmerberg Calcareous Sandstone (Upper Cretaceous)

• coarse sand to fine gravel
• warm ochre coloration
• often with visible cross-bedding
• comparatively good durability in the Goslar region

—> quarried at Sudmerberg (a district of Goslar, north)

These rocks can be identified on the façade by their color, grain size, and degree of weathering.

Other Rocks

In addition to sandstones, the following rocks were also used in the Goslar region:

• Slate (e.g., for roofs), Goslar roofing slate, quarried in the Ratsschiefergrube west of Goslar
• Limestone, e.g., from Langenberg near Oker, and Muschelkalk deposits (foam limestone, northwest of Goslar in the Huy)

• Magmatic rocks (locally, e.g., for plinths or paving), granite deposits in the Oker Valley

These rocks, however, play a subordinate role at the Imperial Palace compared to sandstone.

Influence of the Harz Climate

The climate of the Harz region is characterized by:

• high precipitation
• long winters
• frequent freeze-thaw cycles

These conditions lead to:

• sand detachment
• peeling and edge spalling
• increased moisture penetration in porous rocks

These processes can be observed particularly well in historical buildings such as the Imperial Palace.

Examine the outer walls of the Imperial Palace and look for:

• different stone colors
• differences in grain size
• various weathering forms (sand detachment, flaking, smooth vs. rough surfaces)

Logging Tasks

To log this EarthCache, please send me an email or message with the following answers:

1. Describe two stones on the exterior façade that look different (color, grain size).
2. Which of the observed stones appears more weathered? Describe at least one visible feature.
3. Explain why porous sandstones are particularly susceptible to damage in the Harz climate.
4. Why were such sandstones still used as building materials? Name at least one reason.
5. A photo of you or your GPS device at the Imperial Palace (no spoilers, mandatory! Logs without a photo will be deleted without comment).