GeoZentrum Nordbayern

 

5 Archäologische und geologisch/hydrologische Aufnahme des Tiefen Brunnen

 


Die im April und im November 2012 durchgeführten (Tauch-)Untersuchungen des „Tiefen Brunnen“ auf der Kaiserburg zu Nürnberg hatten zum Ziel, neue Erkenntnisse zu seiner Baugeschichte zu erlangen und eine geologische/hydrologische Aufnahme der Brunnenschacht aufgeschlossenen Keuperschichten zu tätigen. Die Untersuchungen umfassten die Vermessung des Brunnenschachts samt der hier aufgefundenen Rüstlöcher und der Reinigungsnische; weiterhin konnten durch die geologischen Beobachtungen Rückschlüsse auf die historische Wasserversorgung und den Werdegang der Nürnberger Burgen gezogen werden.

Bericht Nürnberger Zeitung 30. November 2012

Die Forschungstaucher der AMLA/Kiel untersuchten vom 26.04. bis 28.04.2012 sowie vom 28.11. bis 30.11.2012 in rund 27 Tauchgängen den Tiefen Brunnen der Kaiserburg in Nürnberg. In Kooperation mit dem GZN Erlangen wurden der Brunnenschacht aufgenommen und dokumentiert sowie Gesteinsproben entnommen und in den Labors des GZN untersucht.

Brunnentaucher mit normaler Tauchausrüstung am Tiefen Brunnen/Nürnberg im April 2012. Foto: Florian Huber/Kiel. Einfahrt eines Tauchers in den Tiefen Brunnen der Kaiserburg zu Nürnberg. Foto: Florian Huber/Kiel.

Um die Taucharbeiten im Brunnen effizient durchführen zu können, war es notwendig, die Forschungstaucher inklusive Tauchausrüstung und Arbeitsmaterialien sicher in und wieder aus dem Schacht zu befördern. Dies geschah in Zusammenarbeit mit den Höhenrettungsteams 1 und 3 der Berufsfeuerwehr Nürnberg. Mittels Arbeitsgerüst, akkubetriebenen Personenwinden und einem redundanten Sicherungsseil wurden die Taucher auf einem Sitzbrett in den Schacht geseilt. Zusätzlich wurden die Taucher jeweils von einem Höhenretter begleitet, der sie an der Wasseroberfläche beim An- und Ablegen der Seile unterstützte und per Funkgerät Kontakt zur Oberflächenmannschaft hielt. Mit einem Mehrgasmessgerät (Multigas-Detektor) vom Typ MSA Orion plus wurde regelmäßig Sauerstoff (O2) und Kohlendioxid (CO2) überwacht. Nach Arbeitsende wurde der untere Teil des Brunnens mit einer Druckluftflasche gespült, um für den folgenden Tag optimale Atemgaswerte zu erreichen. Getaucht wurde mittels normaler Tauchausrüstung, Druckluftflasche in Backmount-Konfiguration, aufgrund der Beengtheit jedoch ohne Flossen.

5.1 Archäologische Aufnahmen des Brunnenschachts

Der Schacht des „Tiefen Brunnen“ reicht bei einem Durchmesser von 1,7 m bis 2,2 m insgesamt 46,95 m (Stand: April 2012) tief über den Burg- und Stubensandstein bis zum Blasensandstein hinab. Er ist vollständig aus dem Fels herausgearbeitet und weist trotz seines hohen Alters nur geringe Verwitterungserscheinungen auf. Der oberste Schachtbereich ist 3,27 m tief ausgemauert und besteht aus sieben Quaderlagen Wendelsteiner Quarzit. Der Brunnendurchmesser von rund zwei Meter weist auf einen zeitgleichen Einsatz von zwei Bergleuten hin.

In einer Teufe von 24,77 m bis 27,67 m findet sich ein weiterer, 2,90 m hoher, ausgemauerter Teil, der ebenfalls aus sieben Quaderlagen besteht. Im W‘ Schachtbereich finden sich dort zwei Jahreszahlen eingemeißelt: 1591 und darüber etwas kleiner 1950. Die erste Jahreszahl könnte den Bau der Quaderlagen und die zweite die möglichen Ausbesserungsarbeiten nach Kriegsende beziffern.

Der in einer Teufe von 24,77 m bis 27,67 m anstehende, 2,90 m hohe und aus sieben Quaderlagen bestehende zweite ausgemauerte Teil im Schacht des Tiefen Brunnen der Kaiserburg zu Nürnberg. Foto: Florian Huber/Kiel. Die in einer Teufe von rund 24 m in den W' Schachtbereich des Tiefen Brunnen eingemeißelten Jahreszahlen "1591" und "1950", welche vermutlich den Bau der hier anstehenden Quaderlagen sowie die mögliche Ausbesserungsarbeit nach Ende des II. Weltkrieges beziffern. Foto: Florian Huber/Kiel.

Ab einer Brunnenteufe von 4,97 m befinden sich in regelmäßigen Abständen von rund drei Metern im E‘ Teil des Schachtes jeweils zwei annähernd quadratische Rüstlöcher im anstehenden Gestein. Diese Rüstlöcher dienten zur Aufnahme von Holzbalken, die während des Bauprozesses (Klettergerüst) benötigt wurden. Rüstlöcher sind vor allem aus den Mauerwerken mittelalterlicher Großbauten wie Kirchen oder Burgen bekannt; sie nahmen hauptsächlich während des Baus die Gerüsthölzer auf. Zusätzlich konnten diese bei Wartungs- und Bergungsarbeiten verwendet werden.

Übersinterte Rüstlöcher im anstehenden Fels der E' Schachtwand des Tiefen Brunnen der Nürnberger Kaiserburg. Foto: Florian Huber/Kiel.

Die Öffnungen der Rüstlöcher im „Tiefen Brunnen“ weisen Breiten von 9 cm bis 18 cm, Höhen von 10 cm bis 18 cm und Tiefen von 9 cm bis 20 cm auf; der Abstand zwischen den Öffnungen variiert von 10 cm bis 20 cm. Die Verbindungen zwischen den drei Meter auseinander liegenden Rüstebenen wurden dann durch Leitern hergestellt. Die Rüstlöcher sind so angeordnet, dass die Tragkonstruktion in E-W-Richtung verläuft.

Profil und 3D-Darstellung des Schachts des "Tiefen Brunnen" mit den Rüstlöchern und einer Rekonstruktion der zur Bauzeit darin verankerten Gerüstbalken.

Ab einer Brunnenteufe von 33,17 m (314,5 m NN) sind Rüstlöcher auch im S‘, W‘ und N‘ Teil des Brunnenschachts zu beobachten; hier jedoch nicht mehr paarweise, sondern einzeln. In dieser Brunnenteufe steht die Hangendgrenze des Basisletten des Unteren Burgsandsteins an. Das am tiefsten gelegene Rüstloch wurde unter dem heutigen Grundwasserspiegel in 2,70 m Wassertiefe im SE-Teil des Brunnenschachtes beobachtet.

In den Lockersedimenten am Grund des „Tiefen Brunnen“ konnten Reste der 1945 zerstörten Wasserförderanlage und des Dachgeschoßes des Brunnenhauses lokalisiert werden. Diese umfassten neben Dachziegel, Gewehrpatronen und einem großen mittelalterlichen Nagel vor allem massive, verkohlte Holzbalken aus Eiche, an welchen Dutzende von oxydierten Geldmünzen anhafteten. Die Fundstücke wurden dokumentiert und großenteils geborgen.

Fundsituation der aufgrund der Bombardierungen Ende des II. Weltkrieges verbrannten sowie in den Brunnenschacht gestürzten Eichenbalken am Schachtgrund des Tiefen Brunnen (April 2012); Foto: U. Kunz/Kiel.

Die im September 2012 durch das Bayerische Landesamt für Denkmalpflege/Thierhaupten durchgeführte Untersuchung eines am Schachtgrund geborgenen, rund zwei Meter langen und im Querschnitt 14 cm x 14 cm messenden Holzbalkens ergab, dass dieser aus einem mindestens 30 cm starken Eichenstamm (Quercus sp.) heraus gespalten worden war. Aus dem Querschnitt einer aus dem Balken gesägten Scheibe konnten über 157 teilweise sehr schmale Jahresringe gemessen werden; die durchschnittliche Jahresringbreite betrug 0,8 mm. Die dendrochronologische Auswertung der 159-jährigen Eichenserie konnte zweifelsfrei auf das Jahr 1682 zur Deckung gebracht werden. Da aufgrund fehlender Splintjahrringe und der Brandeinwirkung mit mindestens 20 fehlenden Jahresringen gerechnet werden muss, dürfte das Fälldatum des Eichenstammes nicht vor dem Jahr 1700 gelegen haben. Die Jahrringserie selbst zeigt zur Eichenwuchsgebietchronologie des Südlichen Fränkischen Jura die beste Übereinstimmung (freundl. schriftl. Mittl. Martin Nadler, BLfD Nürnberg).

Der dendrochronologisch auf ein Fälldatum um 1700 datierte und aufgrund der Bombardierungen Ende des II. Weltkrieges verbrannte sowie in den Brunnenschacht gestürzte Eichenbalken des Dachstuhls des "Tiefen Brunnen" mit aufgesinterten Geldmünzen (links oben Detailaufnahme); Foto: U. Kunz/Kiel.

Die mächtigen Schuttmassen und die Reste der abgebrannten Wasserschöpfanlage und des Dachstuhls am Grund des „Tiefen Brunnen“ stellen somit ein wichtiges Relikt der Kampfhandlungen am Ende des II. Weltkrieges dar. Da im selben Fundhorizont auch eine Gewehrpatrone gefunden wurde und somit die Möglichkeit des weiteren Auftretens von Munitionsresten gegeben war, wurde auf Bodenprobenahmen mittels Pürckhauer- und Linnemann-Bohrstock verzichtet.

Fundsituation der Eisenstatue der Hl. Kunigunde am Schachtgrund des Tiefen Brunnen (April 2012); Foto: U. Kunz/Kiel.

Weiterhin konnte aus den obersten Brunnensedimenten eine eiserne Statuette geborgen werden: Bei der ca. 30 cm großen Figur, die als Attribut ein Kirchenmodell im linken Arm trägt, handelt es sich mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit um eine Statue der Hl. Kunigunde, die vor allem im fränkischen Raum stark verehrt wurde. Von der Popularität Kunigundes in Franken zeugen auch Darstellungen in der kirchlichen Kunst und die bis 1.000 Jahre alte Kunigunden-Linde im Inneren Burghof der Kaiserburg (ersetzt 1934).

Statue der Hl. Kunigunde mit ihrem Attribut eines Kirchenmodells im linken Arm sowie einer Vielzahl aufgesinterter Geldmünzen aus jüngerer Vergangenheit; Foto: A. Baier/Erlangen.

5.2 Geologisch/hydrologisches Profil des Tiefen Brunnen

Der ursprünglich rund 50 m tiefe Schacht des Tiefen Brunnen durchteuft die von BERGER (1965, 1978) neu gegliederte geologische Schichtenabfolge des Mittleren und des Unteren Burgsandsteins sowie des Coburger Sandsteins und endet in den oberen Partien des Blasensandsteins. Die erste geologische Aufnahme des Brunnenschachtes erfolgte in den 1930-er Jahren durch den Nürnberger Geologen Konrad Fickenscher. In der von ihm für das Stadtgebiet von Nürnberg erstmals detailliert getätigten geologischen Kartierung (FICKENSCHER 1930) wurde zusätzlich die -- den Burgsandstein unterlagernde -- Fazies des Stubensandsteins ausgeschieden und der Coburger Sandstein mit dem Blasensandstein zusammengefasst. Diese stratigraphische Unterteilung ist mit der heute gültigen Gliederung jedoch nicht vollständig gleichzusetzen, da in Franken die Stubensandstein-Fazies die Schichten des Oberen Coburger Sandsteins und die liegenden Partien des Unteren Burgsandsteins umfasst (BAIER 1998). Bei der folgenden Beschreibung des Ende April 2012 neu aufgenommenen Schachtprofils des Tiefen Brunnens wird die vom Hangenden ins Liegende beobachtete Schichtenabfolge im Sinne der stratigraphischen Einstufung sensu BERGER (1978) dargelegt.

Links: Geologisch/hydrologisches Profil des "Tiefen Brunnen" mit der stratigraphischen Einstufung n. BERGER (1965, 1978) bzw. n. FICKENSCHER (1930). Rechts: Geohydraulisches Profil des "Tiefen Brunnen" mit den gemessenen Proben aus dem Brunnenschacht sowie aus unmittelbar nahegelegenen Felsaufschlüssen.

Geologische Profilaufnahme

Der aufgrund amtlicher Höhenbestimmung als Referenzniveau herangezogene Fußboden des Brunnenhauses befindet sich auf einem Niveau von 347,67 m NN (GOK). Hierauf erhebt sich der aus Quarzitsandsteinen erbaute Brunnenkranz mit seiner durchschnittlichen Höhe von 0,98 m. Daraus ergibt sich ein mittleres Niveau der Brunnen- oder Pegeloberkante (POK) von 348, 65 m NN.

Unterhalb der bis 4,25 m u. POK (344,40 m NN) reichenden Brunnenausmauerung stehen bis 7,20 m u. POK (341,45 m NN) mittelkörnige, rötliche Sandsteine mit schwarzen Mangankonkretionen und deutlich erkennbaren,  angerundeten  Feldspäten an. Die Sandsteine weisen ein komponentengestütztes, gut sortiertes Gefüge mit karbonatischer Matrix auf.

Dickbankige, rötliche und weißgraue Sandsteine des Mittleren Burgsandstein im oberen Teil des Tiefen Brunnen auf der Kaiserburg zu Nürnberg. Foto: Uli Kunz/Kiel.

In einer Brunnenteufe von 7,25 m u. POK (341,40 m NN) streicht ein geringmächtiger grauer, hellgrün gestreifter Letten mit karbonatischer Matrix aus. Darunter folgen bis 10,15 m u. POK (338,50 m ü. NN) hellgraue bis nahezu weiße, mittelkörnige und mäßig gut sortierte Sandsteine; ihr Gefüge ist komponentengestützt mit karbonatischer Matrix.

Im  Liegenden steht ab 10,20 m u. POK (338,45 m NN) ein rosa bis rötlicher, sehr grobkörniger, toniger Sandstein an. Seine Komponenten sind gerundet und das Gestein ist sehr gut sortiert; karbonatische Anteile konnten nicht festgestellt werden. Aus diesen Sandsteinkomplex konnten im Zuge der Brunnenbefahrung im April 2012 bei 10,43 m u. POK (338,22 m NN) und bei 10,83 m u. POK (337,82 m NN) Grundwasseraustritte beobachtet werden.

Grundwasseraustritt über dem Basisletten des Mittleren Burgsandstein im Schacht des Tiefen Brunnen auf 338 m NN.oto: Uli Kunz/Kiel.

Der Basisletten des Mittleren Burgsandsteines ist im Profil des Tiefen Brunnen nicht direkt aufgeschlossen, wird aber im Profil von FICKENSCHER (1930) mit einer Mächtigkeit von ca. 1,5 m aufgezeigt. Dies beruht wahrscheinlich darauf, dass in der Brunnenteufe von 10,8 m bis 12,2 m u. POK (337,9 m NN bis 336,3 m NN) markante Sinterablagerungen auf den Brunnenwänden zu beobachten sind. Diese wurden vermutlich aus den karbonathaltigen Wässern, die über den wasserstauenden Basisletten austreten, ausgeschieden.

Die Schichten des im Liegenden anstehenden oberen Unteren Burgsandsteins streichen 12,2 m u. POK (336,3 M NN) als hellgraue, mittel- bis grobkörnige Sandsteine aus. Dieser führt deutlich erkennbare Feldspatkomponenten und weist ein mäßig gut sortiertes, komponentengestütztes Gefüge der angerundeten Komponenten auf; seine Matrix ist karbonatisch. Zwischengeschaltet sind den Sandsteinen einzelne Lettenlinsen.

In der Brunnenteufe von 16,5 m bis 16,8 m u. POK (332,3 m NN bis 331,9 m NN) ist den Burgsandsteinen ein dunkelgrauer Tonstein mit auffälligen, verschiedenfarbigen Laminationen zwischengeschaltet.

Im Liegenden folgen bis 25,75 m u. POK (322,90 m NN) dickbankige, graue Sandsteine mit schwarzen Mangankonkretionen. Ihr Korngefüge ist komponentengestützt und mäßig gut sortiert; die angerundeten Komponenten setzen sich aus mittelkörnigen Quarzen und Feldspäten zusammen.

In einer Brunnenteufe von 25,75 m bis 28,65 u. POK (322,9 m NN bis 320,0 m NN) wurde der Tiefe Brunnen bereits im Mittelalter mit einer massiven Ausmauerung versehen. Hinter dieser verbirgt sich eine Lettenschicht, welche von FICKENSCHER (1930) als Basisletten des Unteren Burgsandsteins angesprochen wurde. Die Mauer wurde wahrscheinlich bereits im Zuge des Brunnenbaus eingezogen, um ein Wegbrechen der weichen Lettenschicht in den Schacht zu verhindern. Im Liegenden dieser Letten setzt die Fazies des (oberen) Stubensandsteins ein, welche von BERGER (1965, 1978) noch den liegenden Partien des Unteren Burgsandsteins zugeordnet wird (BAIER 1998).

Unmittelbar unter der Brunnenausmauerung stehen bis 28,95 m u. POK (319,70 m ü. NN) hellgraue bis weiße, komponentengestützte, gut sortierte Sandsteine mit karbonatischer Matrix und angularen, mittelkörnigen Komponenten an. Im Liegenden folgt bis 29,55 m u. POK (319,10 m ü. NN) ein grauer, weicher, gut sortierter Sandstein; sein Gefüge ist komponentengestützt und sehr grobkörnig, wobei die Quarzkörner gut gerundet sind und seine Matrix sich als karbonatfrei erwies.

Im Gegensatz hierzu folgen bis 31,50 m u. POK (317,15 m ü. NN) karbonatisch gebundene und verhältnismäßig harte Sandsteinlagen. Dieses gute sortierte, feinkörnige Gestein ist nahezu weiß und setzt sich aus Quarzen sowie hellgrünen Mineralen zusammen, wobei die Komponenten gut gerundet sind.

Auf einem Höhenniveau von 31,55 m u. POK (317,10 m ü. NN) beißt ein geringmächtiger Lettenhorizont aus. Diese grünlichgraue, feinsandige Tonschicht ist karbonatisch gebunden. Unterhalb der Tonschicht konnten während der Brunnenbefahrung im April 2012 bei 32,13 m u. POK (316,52 m NN) ein Grundwasseraustritt beobachtet werden, welcher sich im Schacht als merklicher Tropfwasserfall bemerkbar machte.

Im Liegenden des Lettens steht bis 32,60 m u. POK (316,05 m ü. NN) ein cremeweißer bis hellgrüner, feinkörniger und harter Sandstein an. Seine gut gerundeten Körner bestehen vorwiegend aus Quarzen; vereinzelt treten Feldspäte auf. Die Gesteinsmatrix ist karbonatisch. Im Liegenden dieser markanten Sandsteinschicht folgt bis 32,63 m u. POK (316,02 m ü. NN) ein geringmächtiger, dunkelgrauer bis grüner Letten mit siltigen und feinsandigen Anteilen.

Bis zu einer Brunnenteufe von 33,00 m u. POK (315,65 m ü. NN) schließt an die Lettenlinse eine weiche, mittel- bis grobkörnige, weiße Sandsteinlage mit Mangankonkretionen an. Darunter steht bis 34,10 m u. POK (314,55 m ü. NN) ein braungrauer bis ockerfarbener, toniger und gut sortierter Sandstein an. Seine Komponenten sind grobkörnig und gut gerundet. Im Gegensatz zu den vorher beschriebenen Gesteinen weißt dieser Sandstein ein matrixgestütztes Gefüge mit karbonatischen Bindemittel auf.

Im Liegenden des Karbonatsandsteins folgt bis 34,15 m u. POK (314,50 m ü. NN) eine graue, feldspat- und glimmerreiche Lettenschicht. Darunter schließt bis 35,65 m u. POK (313,00 m ü. NN) ein beiger, siltig bis feinsandiger Letten an. Auf diesen beiden Lettenschichten befinden sich dicke Sinterbeläge, welche die Wände des Brunnenschachtes  großflächig bedecken. Dieser insgesamt rund 1,6 m mächtige Lettenkomplex wurde von BERGER (1978) als Basisletten des Unteren Burgsandsteines angesprochen.

Unter dem Basisletten steht das Top des Coburger Sandsteins mit einem bis 35, 80 m u. POK (312,85 m ü. NN) ausstreichenden, hellgrauen, karbonatischen Siltstein mit angerundeten Komponenten an. Darunter folgt bis 41,00 m u. POK (307,65 m ü. NN) ein Komplex hellgrauer Sandsteinbänke. Ihr hauptsächlich von Quarz- und Feldspatkörnern aufgebautes Korngefüge ist komponentengestützt mit einer tonigen Matrix. Die Körner sind angular bis gerundet und das Gestein mäßig sortiert. Die Liegendschichten des Coburger Sandsteins werden bis 43,00 m u. POK (305,65 m ü. NN) von mittel- bis grobkörnigen Sandsteinen aufgebaut.

Die von mittel- bis grobkörnigen Sandsteinen  aufgebauten Liegendschichten des Coburger Sandsteins im Bereich des Grundwasserspiegels im Tiefen Brunnen auf der Kaiserburg zu Nürnberg. Foto: U. Kunz/Kiel.

Bis zur im April 2012 auf 46,95 m u. POK (301,70 m ü. NN) angetroffenen Brunnensohle durchteuft der Schacht die oberen Partien des Blasensandsteins. Diese werden bis 43,60 m u. POK (305,05 m ü. NN) von tonigen Sandsteinen und darunter von Wechsellagerungen fein.-, mittel- und grobkörniger, tonreicher Sandsteine aufgebaut. In diesem Schichtkomplex wurde in der SE' Schachtwand von 43,29 m bis 45,09 m u. POK (305,36 m NN bis 303,56 m NN) die Schutz- und Reinigungsnische angelegt. Die übrigen Schachtwände dieses Bereiches sind von dicken Kalksinterkrusten bedeckt.

Blick vom Grundwasserspiegel nach oben in den von Kalksinterablagerungen überzogenen Schacht des "Tiefen Brunnen" ; Foto: U. Kunz/Kiel.

Die ursprüngliche Schachtsohle des Tiefen Brunnen lag nach FICKENSCHER (1930) bei 49,50 m u. POK (299,15 m ü. NN). Im April 2012 wurden am Schachtgrund mächtige Verfüllungen mit Kriegsschutt, verbrannten Balken sowie unabsichtlich hineingefallenen Touristen-Accessoires und großen Mengen absichtlich hineingeworfener Geldmünzen von der Euro- über die DM- bis hin zur Reichswährung angetroffen. Von diesen anthropogenen Verfüllungen konnten im November 2012 rund zwei Tonnen Material und somit eine rund ein Meter dicke Abfolge entfernt werden, so dass die im Schacht verbliebene Schuttmasse immer noch eine Mächtigkeit von 1,5 m aufweisen dürfte.

Unterhalb des ursprünglichen Schachtgrundes des Tiefen Brunnens (299,15 m ü. NN) steht auf einem Niveau von rund 296,00 m NN ein bis 4 m mächtiger Zwischenletten an, welcher im Burgbergbereich die Hauptaquiclude des obersten Blasensandstein-Aquifers darstellt. Der zugehörige Hauptgrundwasserkörper, in welchen auch der Tiefe Brunnen abgeteuft worden ist, kommuniziert im S mit dem Vorfluter Pegnitz (BAIER 1998).

Die Betrachtung des Gesamtprofils des Tiefen Brunnens zeigt, dass die vom Schacht durchfahrene Schichtenabfolge bis zu einer Teufe von 11,10 m u. POK (337,55 m NN) dem Mittleren Burgsandstein angehört. Dieser setzt sich hauptsächlich aus dickbankigen Sandsteinen zusammen, die von  zahlreichen, mehr oder weniger mächtigen und häufig auskeilenden Lettenlagen durchzogen sind. Darunter folgt bis zu einer Teufe von 35,65 m u. POK (313,00 m NN) der Untere Burgsandstein, in welchen ebenfalls mehrere Lettenlagen eingeschaltet sind.

Im Liegenden des Unteren Burgsandsteins steht bis 43,00 m u. POK (305,65 m NN) Coburger Sandstein an. Bis zu der im November 2012 erreichten heutigen Endteufe des Tiefen Brunnens von 48,00 m u. POK (300,65 m NN) sind die oberen Partien des Blasensandsteins aufgeschlossen. Dieser Schichtkomplex reicht im Bereich des Nürnberger Burgbergs bis auf ein Niveau von rund 285,00 m NN hinab. Im Liegenden folgen die Letten und Sandsteinbänke der Lehrbergschichten, welche in ihrer Gesamtheit als Hauptaquiclude des Nürnberger Beckens wirken.

Hydrologische Profilaufnahme

Dem der petrologischen Aufnahme der Schichtenabfolge im „Tiefen Brunnen“ zugeordneten geohydraulischen Profil liegt zugrunde die Bestimmungen der Gesteinsdurchlässigkeiten vollkommen wassergesättigter Gesteinsproben. Diese wurden aus den anstehenden Festgesteinen im Brunnenschacht gewonnen, wobei angemerkt werden muss, dass die Entnahmegröße der Proben mit Rücksicht auf den historischen Charakter des Brunnens relativ klein ausfallen musste. Ergänzend wurden aus dem „Tiefen Brunnen“ nahe gelegenen Felsaufschlüssen des Burgberges weitere, größer dimensionierte Felsproben entnommen und anhand ihrer beobachteten Höhenlagen in das Profil integriert. Die Bestimmungen der Durchlässigkeitsbeiwerte ("kf-Werte") erfolgte nach DIN 18130 mit entlüftetem Wasser. Die Messergebnisse der Proben wurden dann auf eine Grundwassertemperatur von +10°C umgerechnet ("k10-Werte").

Die hydraulisch unterschiedlichen Leitfähigkeiten der im „Tiefen Brunnen“ aufgeschlossenen Keupersedimente zeigen anschaulich den hydrologisch völlig heterogenen Aufbau dieser Schichtenfolge. In den das Bergplateau aufbauenden Schichten des Mittleren Burgsandsteins können bei deren Durchlässigkeitswerten von 10-5 m/s bis 10-4 m/s („durchlässig“) die Niederschlagswässer gut versickern. Da in einigen liegenden Schichtgliedern die hydraulischen Leitfähigkeiten der Burgsandsteine durch erhöhte Letten- und Tonanteile herabgesetzt ist, ergeben sich in Teufenunterschieden nur weniger Profilmetern Bereiche  „schwacher Durchlässigkeiten“.

Generell lässt sich beobachten, dass die Sandsteinhorizonte des Burgberges in verschiedenen Niveaus von nicht horizontbeständigen Lettenlagen durchzogen werden. So speist wahrscheinlich ein lokaler Grundwasserkörper über einer geringmächtigen Lettenschicht den nur gering schüttenden Margarethenbrunnen. Neben diesen nur lokal auftretenden und häufig auskeilenden Lettenlinsen wirken vor allem der Basisletten sowohl des Mittleren als auch des Unteren Burgsandsteins als Aquicluden und bedingen, dass im Burgberg mindestens vier schwebende Grundwasserhorizonte auftreten.

Auch die von BERGER (1978) noch dem Unteren Burgsandstein zugeordneten Stubensandsteine weisen in Bereichen nur weniger Profilmeter sehr unterschiedliche Wasserdurchlässigkeiten von „durchlässig“ bis „schwach durchlässig“ auf. Diese bedingen die Wasseraustritte im Brunnenschacht, welche sich rund 10 m über dem Grundwasserspiegel durch starken Tropfwasserfall bemerkbar machten. Dies ist auch der Profilbereich, in welchen der Basisletten des Unteren Burgsandsteins sensu BERGER als markanter Grundwasserstauer in Erscheinung tritt.

Bis zum Niveau des Basislettens des Unteren Burgsandsteins treten die nur paarweise in die E-Wand des Brunnenschachtes eingeschlagenen Rüstlöcher auf; darunter wurden die Rüstlöcher auch in die S‘, W‘ und N‘ Schachtwände geschlagen. Möglicherweise können diese unterschiedlichen Anordnungen der damaligen Baugerüste als Hinweis darauf gelten, dass der „Tiefe Brunnen“ in zwei verschieden alten Bauabschnitten abgeteuft wurde. Denkbar wäre, dass der erste und ältere Brunnenbau nur bis zum Grundwasserhorizont über dem Basisletten des Unteren Burgsandsteins vorgetrieben wurde und ein zwar beständig vorhandenes, aber nur durch mäßige Ergiebigkeiten charakterisiertes Wasserangebot erbrachte. Vielleicht bedingt durch den hohen Wasserbedarf während der Reichstage des späten Mittelalters erfolgte später der weitere Vortrieb in die liegenden Schichten und den dort zu erwartenden Hauptaquifer.

Die den Burgsandstein unterlagernden Coburger Sandsteine und die mit zahlreichen kleinen Hohlräumen durchsetzten Blasensandsteine erweisen sich mit k10-Werten von 10-5 m/s bis 10-4 m/s wieder als „durchlässig“. In den unteren Partien des Brunnenschachtes beinhalten sie auch den Hauptaquifer, dessen Grundwässer aus N‘ Richtungen den Burgberg zuströmen und nach S in den Vorfluter Pegnitz entwässern (SUBERT et al. 2011). Das Aufschließen dieser grundwasserreichen Schichten stellte auch das Endziel der mittelalterlichen Brunnenbauer dar.

Rezenter Grundwasserspiegel im Tiefen Brunnen auf der Kaiserburg zu Nürnberg. Foto: U. Kunz/Kiel.

Der Grundwasserspiegel im „Tiefen Brunnen“ steht heute auf einem Niveau von durchschnittlich 305,89 m NN an. Dieser Mittelwert wurde vom Wasserwirtschaftsamt Nürnberg für den Zeitraum Aug. 1999 bis Dez. 2012 gemessen. Der während des 13-jährigen Zeitraumes am höchsten beobachtete Grundwasserstand lag auf 309,01 m NN und der am niedrigsten gemessene Wasserspiegel auf 302,78 m NN. Für die Zeit vor 1930 gibt FICKENSCHER (1930) ein Niveau des Ruhewasserspiegels von 303,08 m NN an. Diese Feststellung deckt sich mit der 2012 eingemessenen Höhenlage des Bodens der Schutz- und Wartungsnische, welche damals (und wohl auch im Mittelalter) rund 0,5 m über dem Grundwasserspiegel lag und sich nicht wie heute als meist unter der Wasseroberfläche anstehend erweist. Somit kann festgehalten werden, dass der Grundwasserspiegel im „Tiefen Brunnen“ seit den 1930-iger Jahren um rund 2,8 m angestiegen ist.

Diese Veränderungen mögen zumindest teilweise darin begründet sein, dass die Brunnensohle und die den Aquifer und somit den Grundwasserstrom aufschließenden, untersten Schachtbereiche mit den feinschlammigen, organikreichen Verfüllungen sowie den Schuttmassen des Kriegsendes verfüllt sind. Durch die Kombination einer zumindest teilweise wirksamen hydraulischen Abdichtung des Schachtgrundes, dem Auftreten toniger Sandsteine über den anthropogenen Verfüllungsmassen und dem ständigen Tropfwasserzufluss aus dem rund 10 m höher befindlichen, schwebenden Grundwasserkörper des Unteren Burgsandsteins mag die heute zu beobachtende Erhöhung des Brunnenwasserspiegels als plausibel erscheinen.


* Dr. A. Baier, last update: Montag, 09. September 2013 14:44

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