Geologische Blätter für NordostbayernGeoZentrum NordbayernDie mittelalterliche Natursteingewinnung sowie die hydrologischen und geologischen Verhältnisse am Schmausenbuck östlich Nürnberg.

von Alfons Baier

BAIER, ALFONS (2009): Die Natursteingewinnung und die hydrogeologischen Verhältnisse am Schmausenbuck (Rewhelberc)

im Spiegel der geologischen und historischen Entwicklung des Nürnberger Raumes.- Geol. Bl. NO-Bayern 59, 1-4: 15-76, 13 Abb., 3 Tab., 9 Taf., Erlangen 2009.


Kurzfassung

Der im E von Nürnberg gelegene Höhenzug des Schmausenbucks und die am N-Hang gelegene Quellfassung der "Buchenklinge" sind seit dem Mittelalter eng mit dem Aufstieg der alten Freien und Reichsstadt verknüpft. Nach einer Einführung in die Geschichte der Stadt und in die Natursteingewinnung an diesem markanten Berg werden die geologischen und tektonischen Verhältnisse im Gebiet von Nürnberg dargelegt, wobei besondere Augenmerke auf die „Alten Steinbrüche" sowie die mittelalterliche Natursteingewinnung und die nahe am Gipfel des Schmausenbucks entspringende Quelle der „Buchenklinge" gerichtet sind. Die an diesem Höhenzug entspringenden Quellwässer enthalten aufgrund der tektonischen Gegebenheiten offenbar juveniles Kohlendioxid. Neben der Betrachtung des Quellwassers der Buchenklinge und der Grundwässer des Schmausenbucks lag ein besonderes Augenmerk auf den hydrogeologischen Gegebenheiten des Vorfluters "Hutgraben" im naturnahen Tal  S´ des Schmausenbucks.

1 Der Schmausenbuck

Der am E-Rand des Stadtgebietes von Nürnberg gelegene, markante Höhenzug des Schmausenbuck ist seit dem Mittelalter eng mit dem Aufstieg der alten Freien und Reichsstadt verknüpft. Hier fand seit dem Beginn des 12. Jahrhunderts ein reger und umfangreicher Abbau vor allem der Sandsteine des Mittleren Burgsandsteins statt.

Blick von der Freiung der Burg zu Nürnberg über die östliche Altstadt zum Schmausenbuck

Ein Großteil der mittelalterlichen Bauwerke Nürnbergs wurde mit den aus diesem Berg gewonnenen Werksteinen errichtet. Am N-Hang des Höhenrückens und in der Nähe der ausgedehnten alten Steinbrüche befindet sich die romantisch gelegene Quellfassung der "Buchenklinge": Ursprünglich wohl nur zur Wasserversorgung der mittelalterlichen Steinbrucharbeiter gefasst, entwickelte sich diese Quellbrunnenanlage bis zum 30-jährigen Krieg zum beliebtesten Ausflugsziel der Nürnberger.

Heute besteht im Reichswald um die alten Steinbrüche des Schmausenbuckgebiets ein umfangreiches, pittoresk anmutendes Naturschutzgebiet. Es stellt mit seinen Trockengebieten auf dem Bergrücken und den ausgedehnten Anmoor- und Sumpfflächen im S´ gelegenen Tälchen des Hutgrabens einen naturnahen Lebensraum für seltene Pflanzen- und Tierarten dar. Die Oberflächenentwässerung des Schmausenbucks erfolgt über eine Vielzahl von ständig oder nur periodisch wasserführenden Gräben und Bächen überwiegend nach SW zum Valznerweiher und weiter zum Vorfluter Goldbach, welcher in NW´ Richtung letztlich der Pegnitz zufließt. Während am N-Hang des Berges nur wenige Quellen über unbedeutende Gerinne zur Pegnitz hin schütten, treten im Hutgrabental S´ des Schmausenbucks neben den Fließgewässern und kleinen Weihern eine Vielzahl von Versumpfungsstellen und anmoorige Gebiete auf, welche den grundwassernahen Charakter dieser Gegend unterstreichen.

Während der Sommermonate 2009 konnten neben der geologischen, tektonischen und historischen Analyse des Bergrückens Untersuchungen zur qualitativen Erfassung und Einschätzung der Quell-, Bach- und Grundwässer durchgeführt werden. Hierbei wurden die geogenen und anthropogenen Parameter geprüft, die auf diese noch weitgehend naturbelassenen Still- und Fließgewässer im ansonsten stark industriell beeinflussten Nürnberger Großraum einwirken.

2 “Nuorenberc” und die Naturwerksteingewinnung: Ein geschichtlicher Abriss

Die ersten Siedler, die in vor- und frühgeschichtlicher Zeit auf den Pegnitzterrassen und an den Hängen des Burgberges zu Nürnberg sesshaft wurden, schufen die Grundlage für eine Stadtanlage, die heute den Kern der fränkischen Metropolregion darstellt. Alle Baumeister der darauf folgenden Generationen knüpften jeweils an ihre Vorgänger an. Das Ergebnis dieser mehr als eintausendjährigen Entwicklung ist im Nürnberger Raum durch eine intensive Wechselwirkung zwischen dem menschlichen Handeln und den naturgegebenen, geologischen Voraussetzungen charakterisiert (SPÖCKER 1964).

In historischer Zeit hatte auf dem das Mündungsgebiet der Pegnitz in die Rednitz beherrschenden, rund 60 m hohem und steil zum Fluss hin abfallenden Sandsteinfelsen (dem heutigen Burgberg) Kaiser Heinrich III. (1017 - 1056) vermutlich vom Jahre 1039 ab einen Verwaltungssitz errichten lassen. Dieser Sitz war eine königliche Konkurrenzgründung zum 7 km W´ gelegenen, im Jahre 1007 von Heinrich II. dem Bamberger Bistum geschenkten alten Königshof bei der „locus Furti", dem heutigen Fürth/Bay.

Die Burg zu Nürnberg.

Das äußere Erscheinungsbild dieser ersten Nürnberger Burg ist bislang weitgehend unbekannt. Im Jahre 1990 wurde jedoch bei den im Rittersaal der heutigen Nürnberger Kaiserburg getätigten Umbauarbeiten die aus Sandsteinen errichtete Grundmauern einer salischen Rundkapelle gefunden. Diese Rundkapelle befand sich unmittelbar W´ der (noch heute erhaltenen) romanischen Doppelkapelle. Die direkte Nachbarschaft zweier Sakralbauten war ein damals durchaus üblicher Bautypus, wie der Vergleich mit den Pfalzen in Bamberg und in Goslar zeigt. Weiterhin wurden während der im August 2001 durchgeführten archäologischen Ausgrabungen im Innenhof der Kaiserburg das runde Turmfundament eines salischen Bergfrieds mit einer Mauerstärke von etwa zwei Meter sowie Wehrmauerreste freigelegt. Diese Sandsteinreste der ersten Nürnberger Burganlage datieren um das Jahr 1000 und sind vermutlich sogar etwas älter. Unter den Bergfried-Fundamenten wurden noch ältere Bauschichten beobachtet, welche wohl aus vorsalischer Zeit stammen.

Die heutige Nürnberger Burg gliedert sich in mehrere Teile: Im E liegen die im 16. Jahrhundert errichteten reichsstädischen Bauten der Kaiserstallung und des Turms "Luginsland" sowie im N und W das von 1538 bis 1545 durch den italienischen Festungsingenieur Antonio Fazuni erbaute System der Bastionen.

Kaiserstallung und "Luginsland" der Burg zu Nürnberg. Die Bastionen N´ der Burg zu Nürnberg.

Westlich der Kaiserstallung schließt das Areal der 1420 zerstörten, der Kaiserburg vorgelagerten Burggrafenburg an. Die im 12. Jahrhundert neu errichtete Burggrafschaft hatte König Konrad III. (1093 - 1152) mit Gericht und Verwaltung an die niederösterreichischen Edelfreien von Raabs verliehen. 1190/91 übernahm Friedrich I. von Nürnberg-Zollern, der Sophia von Raabs geheiratet hatte, das Lehen des Burggrafenamtes. Etwa von der Mitte des 14. Jahrhunderts ab benannten sich die fränkischen Zollern als Hohenzollern.

Die 1420 durch Truppen des bayerischen Herzogs Ludwig VII. von Bayern ("Ludwig der Gebartete") zerstörte Burganlage wurde 1427 an die Freie und Reichsstadt Nürnberg verkauft, und die fränkischen Hohenzollern, welche zu diesem Zeitpunkt auch den Namenszusatz "Burggraf zu Nürnberg" im Titel führten, verlagerten ihren Sitz auf die Cadolzburg. Bemerkenswert ist, dass sogar der letzte deutsche Kaiser Wilhelm II. in seiner Abdankungsurkunde vom November 1918 neben vielen anderen Titeln auch den Zusatz "Burggraf zu Nürnberg" anführte.

Die Felsröhre des heute mit einer Betonplatte abdeckten Brunnens der ehemaligen Burggrafenburg sowie der nur wenige Meter nördlich hiervon anschließende "Fünfeckige Turm" und die "Walburgiskapelle" stellen die letzten heute noch sichtbaren Reste der alten Burggrafenburg dar. Die übrigen Ruinen und Trümmer der zerstörten Burganlage befinden sich links und rechts des Hohlweges, welcher zur Kaiserburg hinaufführt, und sind seit langer Zeit mit Rasen überdeckt.

Areal der alten Burggrafenburg zu Nürnberg.

Der Hauptteil des Nürnberger Burgberges wird von der Kaiserburg mit dem Palas und der Kemenate, dem "Heidenturm" mit der romanischen Doppelkapelle, den Wirtschaftsgebäuden mit dem "Tiefen Brunnen" und dem alles überragenden "Sinwellturm" (mhd. "sinwell" = "ganz rund") eingenommen. Die Kaiserburg ist zum Teil staufisch geprägt, wobei die ältesten Teile wohl von Kaiser Friedrich Barbarossa errichtet wurden. Das Baumaterial für diese Anlagen entstammte zum überwiegenden Anteil den Sandsteinbrüchen des Nürnberger Umlandes.

Der "Heidenturm" der Kaiserburg zu Nürnberg "Sinwellturm" sowie mittelalterliche Befestigung der Kaiserburg zu Nürnberg

Noch im 11. Jahrhundert entstand S´ des Burgfelsens die salische Siedlung für die Bediensteten sowie für Handwerker und Kaufleute. Dieses kleine, nach der Burg "Nuorenberc" (mhd. "nour" = "nackter Felsen") benannte Dorf dehnte sich schließlich bis in das sumpfige Pegnitztal hin aus. Nürnbergs Name skizziert somit seine geschichtliche Entwicklung und bedeutet sinngemäß "die Siedlung im Schutze der Burg, die auf dem Felsberg gebaut wurde" (MAAS 1995). Die Errichtung der großen Burganlage auf dem in der relativ ebenen Landschaft unvermittelt aufragenden Burgsandsteinfelsen war somit sowohl für die Entstehung als auch für die weitere Entwicklung der späteren Reichsstadt entscheidend. Vom geologischen Standpunkt aus betrachtet war allerdings die Lage - abgesehen vom militärischen Nutzen des Felsens - für eine größere Ansiedlung nur sehr eingeschränkt geeignet. Noch im 11. Jahrhundert breitete sich der Urwald auf den beiden Flussseiten nahe an das Steilufer der linken und an die sumpfige Niederung (im Gebiet des heutigen Hauptmarktes) der rechten Pegnitzseite aus und beeinträchtigte die Siedlungsbestrebungen im starken Maße.

Aufgrund der Verlegung des Marktrechtes von Fürth nach Nürnberg unter Kaiser Heinrich III. sowie den um 1070 einsetzenden Wallfahrten zum Grab des Heiligen Sebaldus (einem im Nürnberger Reichswald lebenden Einsiedler, der durch wundersame Krankenheilungen bekannt geworden war) gewann die Nürnberger Burg und Siedlung in kurzer Zeit stark an Bedeutung und an Einwohnerzahl. Im Jahre 1065 bildete Heinrich IV. (ca. 1050 - 1106) aus dem Reichsgut "Nuorenberc" und dessen Umland einen eigenen Hochgerichts- und Verwaltungsbezirk. Zur Versorgung der rasch anwachsenden Ortschaft dienten zunächst die beiden Königshöfe im Bereich des heutigen Egidienberges sowie in der Nähe des jetzigen Jakobsplatzes. Als diese Rohstoff- und Nahrungsversorgung nicht mehr ausreichte, musste auf das Umland in den benachbarten Reichswaldgebieten zurückgegriffen werden. Das Schwergewicht des Ackerbaus lag nunmehr auf den Keuperflächen im Norden Nürnbergs, wo das - bereits vom 8. Jahrhundert ab von den Königshöfen Aurach, Fürth und Nürnberg aus erschlossene - „Knoblauchsland" bis vor die Tore der Stadt reichte. Die Versorgung mit Holz und Bausteinen erfolgte zunehmend aus den E´ und S´ der Stadt gelegenen, von den Schichten der Burgsandsteine aufgebauten Höhenzügen.

In salisch-staufischer Zeit stieg Nürnberg zu einem der Hauptzentren des Reiches auf. Im 12. Jahrhundert förderten die deutschen Könige und Kaiser durch Umbauten und Erweiterungen der Burg und Stiftungen von Kirchen und Klöstern den Ausbau Nürnbergs zur Königsstadt.

Um den am S-Hang des Burgberges gelegenen Siedlungskern wurden wohl bereits vom Jahre 1105 ab die ersten durchgehenden, aus Sandsteinquadern errichteten Stadtbefestigungen gebaut. In der Folgezeit schuf die Nürnberger Bevölkerung unter geschickter Ausnutzung der vorliegenden geologischen, hydrologischen und hydrographischen Bedingungen eine der bedeutendsten und mächtigsten Städte des Mittelalters. Da die Nürnberger niemals hohe Erträge aus ihren kargen Böden erzielen konnten, wurden sie bereits im Mittelalter keine Bauern, sondern entwickelten sich zu Handwerkern und Händlern (GUT 1991).

Im Jahre 1163 garantierte Kaiser Friedrich Barbarossa (ca. 1120 - 1190) den Nürnberger Kaufleuten kaiserlichen Schutz und Handelsfreiheit im gesamten Reich; dieses Handelsprivileg wurde von den nachfolgenden Herrschern immer wieder bestätigt. Um das Jahr 1200 begannen die Nürnberger Bürger verstärkt "Kaufmannschaft zu treiben in fremde lant", um Nahrung zu suchen, "wann umb Nurenberg ein sandiger spröder poden ist" (MEISTERLIN 1488). Auch Aeneas SYLVIUS (1405–1464), der spätere Papst Pius II., vermerkte 1458 in seiner "Historia de Europa" ausdrücklich über Nürnberg: "Diese stat ist gepawet in einem sandigen felt, das unfruchtbar ist, darumb so muß sein und ist da ein kundig gewinlich volk, und seind alle burger kaufleut oder gut hantwerker" (zit. n. Übersetzung aus dem Lat. d. MEISTERLIN 1488).

Der von König Friedrich II. (1194 - 1250) im Jahre 1219 erlassene Große Freiheitsbrief leitete vor allem durch die Verleihung eigener Gerichtsbarkeit und Steuerhoheit die Entwicklung Nürnbergs zur Freien und Reichsstadt ein. Der Aufschwung Nürnbergs war also weder von seiner Verkehrslage noch von den Erzeugnissen der kargen Böden dieser Gegend begünstigt. In der nunmehr stark expandierenden Stadt entstanden zwischen 1230 und 1260 die großen, aus Sandsteinen errichteten Kirchenbauten von St. Sebald und St. Lorenz.

Der "Laufer Schlagturm" der "vorletzten Stadtbefestigung" von Nürnberg. Der "Weiße Turm" der "vorletzten Stadtbefestigung" von Nürnberg.

In den Jahren 1250 bis 1300 wurden die beiden Stadthälften, die der Sebalder Stadt und jene der Lorenzer Stadt, mit größtenteils aus mächtigen Sandsteinquadern erbauten Stadtmauern befestigt: Von dieser "vorletzten Stadtumwallung" zeugen noch heute der "Weiße Turm" und der "Laufer Schlagturm".

Relikt der "vorletzten Stadtbefestigung" südlich des "Laufer Schlagturm" in der Altstadt von Nürnberg.

Von 1320 bis 1325 wurden die Sebalder und die Lorenzer Stadthälfte, welche bislang durch das Sumpfgebiet beiderseits der Pegnitz getrennt waren, durch eine gemeinsame Stadtmauer umwehrt. Von diesem Befestigungssystem sind u.a. der "Weinstadel" mit dem Henkersteg und die beiden "Schuldtürme" auf der Insel Schütt erhalten geblieben.

Weinstadel und Henkersteg als Relikte der "vorletzten Stadtbefestigung" in der Altstadt von Nürnberg.
Die "Schuldtürme" auf der Insel Schütt in der Altstadt von Nürnberg. Der "Männerschuldtürme" auf der Insel Schütt in der Altstadt von Nürnberg.

Die letzte, heute noch weitgehend erhaltene Stadtbefestigung Nürnbergs mit ihren massiven Sandstein-Türmen und -Wehranlagen wurde wohl noch am Ende des 14. Jahrhunderts fertig gestellt. Bis 1430 erfolgte der Bau der Zwinger und im Jahre 1452 erlangte die Stadtmauer mit dem Ausbau der Grabenanlagen ihre Vollendung.

Der Aufstieg Nürnbergs zur freien Reichsstadt wurde durch die 1356 von Kaiser Karl IV. (1316 - 1378) verliehene "Goldene Bulle" beschleunigt. Dieser bis 1806 gültige Erlass enthält neben genauen Modalitäten der Königswahl die Bestimmung, dass jeder neu gewählte Kaiser seinen ersten Reichstag in Nürnberg abzuhalten habe. Hierdurch stieg Nürnberg neben Frankfurt - dem Wahlort der deutschen Könige und Kaiser - und dem Krönungsort Aachen zur dritten Hauptstadt des Reiches auf und war ab diesem Zeitpunkt die wohl meistprivilegierte Stadt im Heiligen Römischen Reich Deutscher Nation. Diese Bedeutung wurde später noch verstärkt durch den am 29. September 1423 durch König Sigismund (1368 - 1437) bestimmten Erlass, Nürnberg die Reichskleinodien "zu ewiger Verwahrung" zu übertragen.

Reichskleinodien (Replikate). Rathaus zu Nürnberg.

Eng verbunden mit dem rasanten politischen Aufstieg war vor allem im 14. Jahrhundert die stark anwachsende wirtschaftliche Bedeutung der Stadt: So entstand besonders durch die Verarbeitung der Eisenerze aus dem NE´ gelegenen Oberfranken und der im E benachbarten Oberpfalz (dem "Ruhrgebiet des Mittelalters") ein stark expandierendes und hochspezialisiertes Metallhandwerk, welches hauptsächlich hochwertige Waffen und Rüstungen für weit entfernte Absatzmärkte erzeugte. Bedingt durch den wirtschaftlichen Aufschwung wuchs auch die Bevölkerungszahl beständig an: Im 15./16. Jahrhundert lebten und arbeiteten in Nürnberg rund 50.000 Einwohner. In dieser Blütezeit zählte Nürnberg zu einer der größten Städte der damaligen Zeit und wurde aufgrund seiner (überwiegend aus heimischen Sandsteinen errichteten) mannigfaltigen Bauten und seiner Kunstschätze, seines großen Reichtums und seiner weltoffenen Politik als "Florenz des Nordens" bezeichnet.

Mittelalterliche Bürgerhäuser in Nürnberg Mittelalterliche Stadtbefestigung von Nürnberg

Am Anfang der Stadtentwicklung wurden als Baumaterialien für die Nürnberger Bürgerhäuser - im Gegensatz zu den aus Sandsteinquadern errichteten Befestigungsmauern der Burg sowie der Stadtmauern und Befestigungstürme - nur Ziegel und Lehm erwähnt (Satzungsbuch von 1302/1315, zit. in ALTHAUS & STOLZ 1991). Diese ursprüngliche Hausbauweise dürfte der altfränkischen Tradition von Fachwerkbauten mit lehmverschmierten Wänden entsprochen haben. Eine derartige Errichtung der Nürnberger Bürgerhäuser erfolgte jedoch nur bis zum Jahr 1450. Von diesem Zeitpunkt ab unterstützte der Nürnberger Rat - aufgrund der aus dem Holzfachwerk resultierenden Feuerbrunstgefahr - die Verwendung von Sandsteinen als Baumaterial. Im Jahre 1522 wurde das steinerne Erdgeschoss zumindest an der Straßenseite zur Pflicht: Das bekannte "Albrecht-Dürer-Haus" am Tiergärtnertor ist ein anschauliches Beispiel hierfür. Vom Jahre 1598 ab durfte nur noch das oberste Stockwerk eines Bürgerhauses aus Holz errichtet werden (ALTHAUS & STOLZ 1991). Im Jahre 1622 wurde der Fachwerkbau vollständig verboten, musste aber von 1686 ab bei "Ungelegenheit und Armut" wieder zugelassen werden.

"Albrecht-Dürer-Haus" in Nürnberg Mittelalterliches Handwerkerhäuschen unterhalb der Kaiserburg zu Nürnberg

Seit 1479 war das Aussehen eines neu zu bauenden Bürgerhauses in der Gesetzeskodifikation der Stadt Nürnberg festgelegt worden; diese behielt ihre Gültigkeit bis zum In-Kraft-Treten der Bayerischen Bauordnung von 1864: Danach durfte die Traufhöhe bei Fachwerksbauten rund 12,2 m und bei Sandsteinbauten ca. 15,2 m nicht überschreiten (ALTHAUS & STOLZ 1991). In diesen Bestimmungen waren auch die Abmessungen von Erkern und Chörlein detailliert geregelt. Hierdurch bedingt beruhte der Maßstab der gesamten Nürnberger Altstadt, einschließlich ihrer Straßenbreiten sowie ihrer Platz- und Raumwirkung auf den Gegebenheiten dieser Art von Bürgerhäusern. Von dem Haustypus leiteten sich in Nürnberg alle städtebaulichen Dimensionen ab. Auf dieser Grundlage bildete sich schließlich eine - durch die fränkischen Sandsteine entscheidend bestimmte - Stadtform heraus. Selbst in der Neuzeit wurden die meisten Häuser in Nürnberg zumindest in ihren, zur Straßenseite hin orientierten Fassaden aus Sandsteinen gebaut. Erst nach den massiven Zerstörungen des II. Weltkrieges kam ein neuartiger, oftmals dem Kubismus zugeneigter und in Betonbauweise getätigter Hausstil in Nürnberg zunehmend flächendeckend zur Anwendung: Der momentan gültige Architektenentwurf für den Neubau der Stadtbibliothek mag als anschauliches Beispiel hierfür angesehen werden.

Die jahrhundertelangen, sehr umfangreichen Baumaßnahmen erforderten die Verfügbarkeit großer Mengen qualitativ hochwertiger Sandsteine. Besonders für den Festungsbau wurde bereits in den frühen Phasen der Stadt und vor allem bei den Nürnberger Burganlagen der extrem harte Quarzitsandstein aus den Brüchen bei Worzeldorf und Wendelstein gewonnen und beispielsweise für den Bau des "Fünfeckigen Turms" der alten Burggrafenburg verwendet.

Der aus Quarzitsandsteinen errichtete "Fünfeckige Turm" der alten Kaiserburg zu Nürnberg Quarzitsandstein-Bruch bei Worzeldorf im Südlichen Nürnberger Reichswald

Mit dem fast vollständigen Übergang zum Befestigungs- und Wohnhausbau aus Sandsteinen reichten die zunächst nur bescheidenen stadtnahen Steinabbaue jedoch nicht mehr aus. Daher wurden bald die ersten großen, zusammenhängenden Steinbruchanlagen der alten Reichsstadt am heutigen Schmausenbuck angelegt, "kaum 3000 Schritt von der Stadt nach Osten entfernt". Aber selbst die dort anstehenden, großflächig gewinnbaren Sandsteinvorkommen konnten bei der raschen Entwicklung Nürnbergs den Bedarf an hochwertigem Sandstein nicht mehr gewährleisten. So wurden vor allem im 14. Jhd. von der Stadt weitere Sandsteinvorkommen zum Abbau angekauft, wie die Steinbrüche beim Jungfrauenbrunnen und in der Langenlohe sowie am Kornberg bei Worzeldorf und auch die Brüche bei Wendelstein.

3 Geomorphologie und Siedlungsentwicklung

Das Landschaftsbild von Nürnberg wird von einem ausgesprochenen Flachrelief geprägt. Die mittlere Höhenlage des heutigen Stadtgebiets beträgt 320 m ü. NN. Aus diesem flachen Gelände ragen einige kleinere Berge heraus, wobei die markantesten Erhebungen von den harten Schichten der Burgsandsteine aufgebaut werden, welche als Härtlingsreste den älteren, weicheren Schichten des Coburger Sandsteins und des Blasensandsteins aufliegen. Es sind dies der Burgberg mit 348 m ü. NN, der Hasenbuck mit 343 m ü. NN, der Kohlbuck mit 341 m ü. NN, die Steinplatte mit 339 m ü. NN, der Rechenberg mit 338 m ü. NN und der Platnersberg mit 336 m ü. NN. Im E des Stadtgebietes erstreckt sich der Höhenzug des Schmausenbucks mit 390 m ü. NN und schließlich die höchste, jedoch bereits in den dichten Wäldern des E´ Randgebiets von Nürnberg liegende Erhebung, der Brunner Berg mit 438 m ü. NN (BAIER 2007a).

Geomorphologisch/hydrographisches Blockbild des Alt-Nürnberger Gebiets

Innerhalb des Stadtgebietes weist die Landschaft markante Unterschiede auf, die durch die petrologischen und geomorphologischen Verhältnisse bedingt sind. Im Bereich der Urzelle Nürnbergs - der Nördlichen Altstadt - erstreckt sich von E nach W der zentrale, rund 1300 m lange Burgsandsteinrücken, auf dessen W´, am höchsten gelegenen Teil sich die Nürnberger Burg erhebt. Der nach dem locus typicus benannten Burgsandstein neigt nur selten zur steilen Felsbildung: Seine Morphologie wird hauptsächlich durch die nahezu waagrechte Schichtung der Sandsteinbänke bestimmt. Hierdurch entstand die ruhige und behäbige Atmosphäre, welche die alte Kaiserburg nach S hin ausstrahlt (SPÖCKER 1964). Dieses prägnante und beeindruckende Bild gilt in der ganzen Welt als kennzeichnend für die alte fränkische Reichsstadt.

Die Nürnberg von E nach W durchquerende Pegnitz teilt die Stadt in ein N´ und ein S´ Gebiet. Hierdurch bedingt bildeten sich schon seit dem Mittelalter zwei Verwaltungseinheiten heraus, welche nach den beiden Hauptkirchen als "Sebalder" und als "Lorenzer Stadtseite" benannt wurden. In canjonartigen Pegnitztal der Altstadt lagerte der Fluss seit dem Ende der letzten Glazialzeit in kleineren Buchten Faulschlammsedimente ab, welche bereits bei der mittelalterlichen Bebauung Pfahlgründungen erforderlich machten. So befand sich im Gebiet des heutigen Hauptmarktes bis in das 14. Jahrhundert das "übelste Sumpfgebiet der Stadt" (SPÖCKER 1964). Die im W und E der Altstadt anschließenden, bis 500 m breiten, hochwassergefährdeten Flusstäler blieben hingegen bereits im Mittelalter frei von Bebauung.

Im E´ Stadtgebiet von Nürnberg springt - in E-W-Ausrichtung - die Schichtstufe der Burgsandsteine bei Buchenbühl und am Schmausenbuck nach W vor. In diese Schichtstufenlandschaft hat sich die Pegnitz eingeschnitten. Der Burgsandsteinstufe vorgelagert sind Zeugenberge wie der Burgberg und der Hasenbuck; dazwischen dehnen sich große Areale mit den Lockersedimenten der alten und jüngeren Pegnitzterrassen, den Flugsanden und den Dünen aus.

4 Geologischer Überblick des Nürnberger Gebiets

Das Stadtgebiet von Nürnberg liegt in einem tektonischen Einbruchsbecken. Dieses ehemals von dichten Kiefer- und Eichenwäldern bestandene "Nürnberger Becken" gehört dem flachhügeligen Keuperland des Süddeutschen Schichtstufenlandes an.

Im Untergrund des Nürnberger Beckens wird die geologische Schichtenabfolge vom Komplex der Buntsandsteine, den Kalken, Dolomiten und Gipslagen des Muschelkalks, vom Benkersandstein, den Estherienschichten und dem Schilfsandstein aufgebaut. An der Erdoberfläche des Nürnberger Stadtgebiets streichen die darüber folgenden, stratigraphisch jüngeren Schichten großflächig aus. So stehen im Rednitztal E´ Eibach die Sandsteine, Tone und Letten der Lehrbergschichten an. Darüber folgen die relativ weichen Blasensandsteine mit ihren zwischengeschalteten Tonlagen, die harten Coburger Sandsteine mit den leicht verwitterbaren Stubensandsteinen in ihren Top sowie der Schichtglieder des Unteren, Mittleren und Oberen Burgsandsteins, welche die Hügel und Berge im Nürnberger Becken aufbauen.

Weiter im N und E streichen auf den - das Becken umrahmenden - Höhenzügen die stratigraphisch jüngeren Feuerletten sowie die Rhätlias-Schichten und die unteren Liassedimente aus und bilden eine erste, zum Steilanstieg der Frankenalb vermittelnde Schichtstufe. Diese insgesamt rund 650 m mächtige Schichtenabfolge des "Deckgebirges" lagert dem alten, vor 325 Mio. Jahren hoch aufgefalteten, und später wieder weitgehend abgetragenen "Grundgebirge" auf. Heute liegt die Oberfläche des "Alten Gebirges" im Nürnberger Raum auf einem Höhenniveau von rund 150 m unter NN.

4.1 Die Keupergesteine im Nürnberger Becken

Die geologische Schichtenabfolge im Nürnberger Becken wird im Untergrund vom Komplex des Buntsandsteins, den Kalken, Dolomiten und Gipslagen des Muschelkalks, vom Benkersandstein, den Estherienschichten und dem Schilfsandstein aufgebaut (Gipskeuper). An der Erdoberfläche des Nürnberger Stadtgebiets streichen großflächig die darüber folgenden Sandsteine, Tone und Letten der Lehrbergschichten, die relativ weichen Blasensandsteine mit ihren zwischengeschalteten Tonlagen, der harten Coburger Sandsteine mit dem leicht verwitterbaren Stubensandstein in ihren Top sowie der Schichtglieder des Unteren, Mittleren und Oberen Burgsandsteins aus.

Während der rund 90 m mächtige Benkersandstein-Aquifer als der "Tiefenwasserspeicher Nürnbergs" gilt und vielfach hydrochemisch und bakteriologisch einwandfreies Wasser liefert, wirken die überlagernden Estherienschichten als Aquiclude. Die im Hangenden folgende Wechselfolge grauer und roter Sandsteine wird von BIRZER (1936) und von BERGER (1978) dem Schilfsandstein zugeordnet. Die darüber folgenden roten Letten und tonig-feinkörnigen Sandsteinbänke der Lehrbergschichten wirken in ihrer Gesamtheit als Aquiclude.

Der Sandsteinkeuper des Nürnberger Stadtgebietes wird vom Blasensandstein, dem Coburger Sandstein mit dem Stubensandstein sowie vom Unteren, Mittleren und Oberen Burgsandstein aufgebaut. Der im Großraum von Nürnberg insgesamt bis 25 m mächtige Schichtenfolge des Blasensandsteins wird überwiegend aus tonigen, rotbraunen bis weißgrauen, fein- bis mittelkörnigen Sandsteinen mit zwischengeschalteten Tonlinsen aufgebaut. Die Sandsteine enthalten oftmals 2 cm bis 3 cm große Quarzgerölle. Im Hangenden des Blasensandstein steht der markante grüngraue, bis 3 m mächtige „Dachletten" an.

Blasensandstein in der Schlucht des "Klingengrabens" westlich der Gerasmühle im Süden von Nürnberg.

Der Coburger Sandstein setzt über den Dachletten des Blasensandsteins mit fein- bis mittelkörnigen Sandsteinen ein. Darüber folgt das 12 m bis 15 m mächtige Schichtpaket weißgrauer, meist fein- bis mittelkörniger, harter Sandsteine mit nur gelegentlich zwischengeschalteten Lettenlagen. In den oberen Partien des Coburger Sandsteins steht im Nürnberger Gebiet der weißgraue, leicht verwitterbare Stubensandstein an: Er besteht aus überwiegend grauen Sandsteinen mit sandigen Lettenlagen, den sog. Gallen. In den Sandsteinlagen kommen häufig schwarze Mangenoxidbutzen vor. Lokal treten im Nürnberger Gebiet auffällige gelbbraune, feinkörnige Dolomitsandsteine mit kleinen Calcit- und Bitterspatdrusen auf sowie linsenartig in die Stubensandsteine eingeschaltete Steinmergellagen ("Quacken"), die eine bemerkenswerte Härte aufweisen können und früher bei Grundbauarbeiten gesprengt werden mussten. Diese "Quackenlagen" stehen vorwiegend im Grenzbereich zum Unteren Burgsandstein an. Ein großflächiges Ausstreichen dieser harten Steinmergel konnte FICKENSCHER (1930) im Waldgebiet beim Schießhaus in Erlenstegen, längs der Bayreuther Straße N´ Schafhof, im heutigen Hafengebiet S´ Maiach und an der Waldspitze am W-Hang des Schmausenbucks zwischen Zerzabelshof und Mögeldorf beobachteten.

Die Gliederung des Burgsandsteins in Unteren, Mittleren und Oberen Burgsandstein geht auf THÜRACH (1888-1889) zurück und wurde im 20. Jahrhundert durch HAARLÄNDER (1955) überregional angewandt. Der Burgsandstein stellt eine überwiegend festländische Bildungen aus Schüttungsfächern dar, die vom Vindelizischen Land (Vindelizischer Keuper) antransportiert wurden. In Franken treten im Unteren Burgsandstein zwei Faziestypen auf. Im Inneren des Keuperbeckens ist die vorwiegend tonige "Heldburger Fazies" ausgebildet, während an den Beckenrändern die vorwiegend sandige "Nürnberger Fazies" abgelagert wurde.

Die Schichten des Unteren Burgsandsteins bauen im inneren Nürnberger Stadtgebiet den Burgberg und den Hasenbuck sowie im E´ und im SE´ Stadtgebiet den Schmausenbuck, die Anhöhen bei Altenfurt und am Zollhaus sowie den Wendelstein-Worzeldorfer Höhenzug auf; im NE und N streichen die Unteren Burgsandsteinschichten am Kohlbuck bei Erlenstegen, an der Steinplatte und am Rechenberg sowie an den Berghängen bei Buchenbühl und an der Gunzerleite aus.

Im Schmausenbuckgebiet setzt der Untere Burgsandstein im Liegenden mit dem charakteristischen, 2 m bis 4 m mächtigen, grünvioletten bis gelblichen, sandigen Basisletten ein. Diese "Grenzletten" bilden morphologisch eine Verebnung zwischen dem Coburger Sandstein im Liegenden und dem hangenden Unteren Burgsandstein aus. Über dem Basisletten steht die sandig entwickelte "Nürnberger Fazies" an, welche sich im Gelände auch morphologisch von den unterlagernden Schichten abhebt. Die fein- bis mittelkörnigen, seltener grobkörnigen, hellgrauen, gelblichen und rötlichen Sandsteine führen neben gut gerundeten Quarzen auch Feldspäte. Den massigen bis bankigen Sandsteinen sind mehrfach lokale Lettenlagen zwischengeschaltet (BERGER 1978). Die Mächtigkeit dieses Sandsteinkomplexes beträgt rund 25 m.

Unterer Burgsandstein in der Baugrube des Delfinariums des Tiergarten am Schmausenbuck

In den liegenden und in den hangenden Partien des Unteren Burgsandsteins treten lokal verkieselte Arkosen auf. Diese rotbraunen bis violetten, feldspatreichen harten Sandsteine konnte FICKENSCHER (1930) im Dutzendteichgebiet S´ des Flachweihers (heute Sibersee und Silberbuck), SE´ des Zeppelinfeldes und im Schmausenbuckgebiet am Weg nach Fischbach sowie in den Wasserleitungsstollen unter der "Gritz" (= Gipfel des Schmausenbucks) beobachten.

Der Mittlere Burgsandstein beginnt im Liegenden mit dem rotvioletten bis grünen, rund 3 m mächtigen Basisletten, die Einschaltungen von Sandsteinbänkchen aufweisen. Hierüber folgt die bis 30 m mächtige Abfolge von 3 m bis 5 m mächtigen, dickbankigen, mittel- bis grobkörnigen, gelben, roten und rostfarbenen Sandsteinen mit tonigem und lokal auch kieseligen Bindemittel. Am Schmausenbuck werden die Schichten des Mittleren Burgsandsteins von hellgrauen Sandsteinbänken und rotbraunen Letten aufgebaut. Zwischengelagert sind dichte Tonstein- und harte, rotbraune Steinmergelbänke mit Schwerspat-Einschaltungen sowie dolomitische Arkosesandsteine.

Mittlerer Burgsandstein im Raubtiergehege des Tiergartens am Schmausenbuck

In den höheren Niveaus des Mittleren Burgsandsteins können über längere Distanz durchhaltende rotbraune bis dunkelviolette, schwach sandige, glimmerreiche Zwischenletten beobachtet werden. So deuten in vielen Bereichen des Nürnberger Reichswaldes Vernässungs- und Versumpfungszonen und typischer Pflanzenbewuchs wie Moose, Königsfarne und saure Gräser auf das Ausstreichen dieser Zwischenletten an der Erdoberfläche hin. Die Gesamtmächtigkeit des Mittleren Burgsandstein beträgt im Nürnberger Gebiet etwa 25 m.

In den eigentlichen Sandsteinbänken des Mittleren Burgsandsteins treten am Schmausenbuck lokal dunkelviolette, dichte und sehr feste Sandsteinlinsen auf. Sie enthalten häufig in ihrem Bindemittel geringe Mengen von Uranphosphaten (vgl. URLICH 1968, BERGER 1979): Fundstellen dieser uranführenden Burgsandsteine befinden sich hauptsächlich am N-Hang des Schmausenbucks in den unmittelbaren Hangendschichten der Basisletten. Bei diesen Urananreicherungen handelt es sich nicht um Bildungen in einem örtlich begrenzten Gebiet, sondern um in den fränkischen Burgsandsteinen weit verbreitete, charakteristische Einschaltungen. Die so genannten Aktivarkosen liegen innerhalb des Schichtverbandes meist in konkordanter Lagerung vor und verlaufen selbst bei ausgeprägter Schrägschichtung im Schichtverband. Vereinzelt eingeschaltete, scherben- oder knollenförmige Aktivarkosen unterbrechen lediglich die Schichtung.

Die Genese dieser Aktivarkosen lässt sich dadurch erklären, dass zu verschiedenen Zeiten des Burgsandsteins die bereits sedimentierten, jedoch noch nicht diagenetisch verfestigten Sedimente von uranhaltigen Wässern durchströmt wurden, wobei das Uran aus granitischen Gesteinen des Vindelizischen Landes gelöst worden war (BERGER (1962)). Die in den Wässern enthaltenen Uranverbindungen wie Urankarbonat- und Uranphosphatkomplexe (SCHWAB 1987) wurden beim Eintritt in reduzierendes Wassermilieu ausgefällt und immobil fixiert, wobei der in den Sandsteinen als Sedimentbestandteil vorhandene Apatit als "Uran-Fänger" eine wichtige Rolle spielte: Heute ist das in den Sandsteinen enthaltene Uran überwiegend an Karbonatfluorapatit gebunden (ABELE & SALGER 1962). BERGER (1962) nimmt an, dass sich die Aktivarkosen während der Burgsandsteinzeit beim Eintrocknen von kleinen Tümpeln und Seen gebildet haben, worauf auch der heute zu beobachtende Zusammenhang zu Lettenlagen im Liegenden der Aktivarkosen hindeuten mag. Die heute feststellbaren Uran-Äquivalentgehalte der Aktivarkosen sind nicht nur untereinander sehr verschieden, sondern können auch innerhalb eines einzelnen Vorkommens stark variieren, so dass weder nach dem stratigraphischen Niveau noch in regionaler Verteilung eine Gesetzmäßigkeit zu erkennen ist. BERGER (1962) schätzt für die uranhaltigen fränkischen Burgsandsteine einen Durchschnittsgehalt von 250 g/to bis 300 g/to Uran-Äquivalent. Im Gegensatz hierzu weisen die meisten Schichten des Mittleren Burgsandsteins allerdings nur geringe Urangehalte auf. So ergaben die RF-Analysen von sechs Sandsteinproben aus einem alten Bruch 1580 m ESE´ der "Gritz" (R: 4439965, H: 5479410) bei Phosphatgehalten von 0,017 Gew.-% bis 0,27 Gew.-% lediglich Urangehalte von 2 g/to bis 6 g/to.

Der Obere Burgsandstein streicht an der "Gritz" und im E´ Bereich des Schmausenbucks aus. Seine Mächtigkeit beträgt dort bis 30 m, wobei auf seinen rotvioletten, sandigen Basisletten rund 5 m bis 8 m entfallen. Petrographisch setzen sich die Oberen Burgsandsteine aus rötlichen, mittel- bis grobkörnigen, oft kreuzgeschichteten Arkosesandsteinen zusammen. Bisweilen treten in den Sandsteinen Quarzgerölle bis 5 cm Durchmesser und Windkanter auf. Das Bindemittel der Sandsteine ist häufig tonig; nicht selten kommt jedoch auch kieselige Matrix vor. So konnte URLICHS (1968) in der Waldabteilung "Schwarzlach" NE´ Fischbach großflächig eine sehr harte quarzitische Sandsteinbank beobachten. In den alten Steinbrüchen am Schmausenbuck sind in die Oberen Burgsandsteine zwei dezimetermächtige dolomitische Steinmergelbänke eingeschaltet.

"Froschstein" (Oberer Burgsandstein) 4,8 km ESE´ der "Gritz" Quarzgerölle im Oberer Burgsandstein; Hohlsteiner Bruch N´ Worzeldorf

Aus den Schichten des Mittleren Burgsandsteins im alten Steinbruch 1580 m ESE´ der "Gritz" sowie aus dem Oberen Burgsandsteinvorkommen am Gipfelplateau der "Gritz" wurden jeweils sechs Gesteinsproben entnommen und mittels Röntgenfloureszenz analysiert.

KmBm KmBo     KmBm KmBo
SiO2 94,1 % 77,5 %   Ga 4 ppm 10 ppm
TiO2 0,05 % 0,13 %   Hf 0 ppm 3 ppm
Al2O3 3,22 % 12,39 %   La 5 ppm 28 ppm
Fe2O3 0,20 % 0,59 %   Mo 5 ppm 6 ppm
MnO 0,003 % 0,047 %   Nb 3 ppm 5 ppm
MgO 0,05 % 0,30 %   Ni 0 ppm 0 ppm
CaO 0,00 % 0,13 %   (Pb) 12 ppm 19 ppm
Na2O 0,08 % 0,17 %   Rb 46 ppm 146 ppm
K2O 1,75 % 4,19 %   Sr 65 ppm 108 ppm
P2O5 0,017 % 0,083 %   Ta 0 ppm 0 ppm
(SO3) 0,00 % 0,00 %   Th 4 ppm 2 ppm
(Cl) 0,00 % 0,00 %   U 6 ppm 4 ppm
(F) 0,00 % 0,00 %   V 4 ppm 11 ppm
      W 0 ppm 0 ppm
(As) 0 ppm 2 ppm   Y 10 ppm 14 ppm
Ba 518 ppm 773 ppm   Zn 5 ppm 25 ppm
Bi 9 ppm 0 ppm   Zr 54 ppm 128 ppm
Ce 14 ppm 64 ppm        
Co 1 ppm 8 ppm        
Cr 3 ppm 13 ppm   Glühverlust 0,57 % 3,42 %
Cu 0 ppm 1 ppm   Summe 100,0 % 98,9 %

RF-Analysen der Gehalte an Haupt- und Spurenelementen von zwei signifikanten Gesteinsproben des Mittleren und des Oberen Burgsandstein am Schmausenbuck E´ Nürnberg; die Werte der in Klammern angeführten Elemente und Verbindungen geben die Restkonzentrationen nach dem Glühen der Proben bei 1030° C an. KmBm = Probe Mittlerer Burgsandstein aus dem alten Bruch 1580 m ESE´ der "Gritz" (R: 4439965, H: 5479410), KmBo: Probe Oberer Burgsandstein vom Gipfelplateau der "Gritz" (R: 4438382, H: 5479529).

Der Analysenvergleich zwischen den Proben des Mittleren und des Oberen Burgsandsteins zeigt signifikante geochemische Unterschiede. Der Mittlere Burgsandstein weist einen sehr hohen SiO2-Gehalt auf, während die durch Al- und K- Gehalte repräsentierten Feldspäte eine nur untergeordnete Rolle spielen. Die beprobten Schichten des Oberen Burgsandsteins sind hingegen wesentlich ärmer an SiO2 und zeigen bemerkenswert hohe Anteile an Feldspat- sowie diversen Spurenelementen. Diese Gegebenheiten dürften auch der Grund dafür sein, dass von den mittelalterlichen Steinbrechern - wohl nach langfristigen empirischen Versuchen - bewusst den quarzreichen und feldspatarmen Schichtpaketen des Mittleren Burgsandsteins der Vorzug gegenüber den hangenden Sedimenten des Oberen Burgsandsteins gegeben wurde.

geologisch/tektonisches Profil des Schmausenbucks, quer zum SW-Abfall des Nürnberger Sattels zur Dutzendteich-Mulde gelegen.

Im Schmausenbuckgebiet wurden insgesamt fünf Tiefbohrungen abgeteuft, welche einen guten Einblick in die - durch Bruchschollentektonik gekennzeichnete - Schichtenabfolge des Berges gestatten und neben den Kartierungsaufnahmen zur Erstellung des geologischen Profilschnittes herangezogen wurden; die Lage des Profils und der Bohrpunkte ist aus der "Hydrographischen Karte des Schmausenbuckgebiets" ersichtlich. Die hier angeführten Kurzprofile sind detailliert in der Zentralen Datenbank des Bayerischen Landesamtes für Umwelt abrufbar.

Bohrung Br. I: Tiergarten Nürnberg, Betriebsbrunnen 1 RW: 4437811 HW: 5479129

Ansatzhöhe: 324,28 m NN; Endteufe (ET): 85,0 m

Firma: OCHS Tief- u. Brunnenbau; Jahr: 1987

Teufe u. GOK [m]:

0,0 - 0,2 Torf, Quartär

0,2 - 3,0 Unterer Burgsandstein

3,0 - 5,5 Basisletten des Unteren Burgsandstein

5,5 - 19,8 Coburger Sandstein

19,8 - 33,4 Blasensandstein

33,4 - 64,7 Lehrbergschichten, z.T. sandig

64,7 - 82,3 Schilfsandstein

82,3 - 85,0 (ET) Estherienschichten

Bohrung Br. II: Tiergarten Nürnberg, Betriebsbrunnen 2 RW: 4438050 HW: 5479030

Ansatzhöhe: 325,61 m NN; Endteufe (ET): 85,0 m

Firma: OCHS Tief- u. Brunnenbau; Jahr: 1972

Teufe u. GOK [m]:

0,0 - 2,5 Sand, Quartär

2,5 - 6,0 Unterer Burgsandstein

6,0 - 8,5 Basisletten des Unteren Burgsandstein

8,5 - 22,5 Coburger Sandstein

22,5 - 34,5 Blasensandstein

34,5 - 62,2 Lehrbergschichten, z.T. sandig

62,2 - 80,0 Schilfsandstein

80,0 - 85,0 (ET) Estherienschichten

Bohrung Br. III: Tiergarten Nürnberg, Betriebsbrunnen 3 RW: 4438604 HW: 5479272

Ansatzhöhe: 353,00 m NN; Endteufe (ET): 87,5 m

Firma: KELLER, HAHN & CO.; Jahr: 2006

Teufe u. GOK [m]:

0,0 - 1,0 Quartär

1,0 - 11,0 Mittlerer Burgsandstein

11,0 - 33,0 Unterer Burgsandstein

33,0 - 51,00 Coburger Sandstein

51,0 - 66,5 Blasensandstein

66,5 - 87,5 (ET) Lehrbergschichten, z.T. sandig

Bohrung B 118: Grundwasserpegel Schmausenbuck RW: 4438634 HW: 5479542

Ansatzhöhe: 375,09 m NN; Endteufe (ET): 12,8 m

Firma: ETSCHEL & MEYER Bohr GmbH Hof; Jahr: ?

Teufe u. GOK [m]:

0,0 - 0,2 Quartär

0,2 - 12,8 (ET) Mittlerer Burgsandstein

Bohrung B K-11: Grundwasserpegel Schmausenbuck RW: 4438741 HW: 5479508

Ansatzhöhe: 374,94 m NN; Endteufe (ET): 88,0 m

Firma: Ost-West Bohr-Equipment Vertrieb GmbH, Hebertsfelden; Jahr: 1997

Teufe u. GOK [m]:

0,0 - 0,4 Quartär

0,4 - 24,2 Mittlerer Burgsandstein

24,2 - 28,1 Basisletten des Mittlerer Burgsandstein

28,1 - 45,5 Unterer Burgsandstein

45,5 - 53,3 Basisletten des Unteren Burgsandstein

53,3 - 64,4 Coburger Sandstein, Störungszone

64,4 - 86,0 Blasensandstein, Störungszone

86,0 - 88,0 (ET) Lehrbergschichten, z.T. sandig

 

Bohrprofile im Gebiet des Schmausenbucks E´ Nürnberg

 

4.2 Quartäre Lockersedimente im Nürnberger Gebiet

Pleistozäne Terrassenschotter stehen im Talbereich der Pegnitz N´ des Schmausenbucks an. Die kreuzgeschichteten, braungelben und grauen, mittel- bis grobkörnigen Sande mit vereinzelten Kleinkieslagen und eingelagerten Grobkiesel erreichen bis 8 m Mächtigkeit. Die am tiefsten gelegenen Vorkommen enthalten vor allem Hornsteine aus dem Malm sowie untergeordnet Doggersandstein- und Keupersandsteingerölle, Quarze und die auffälligen dunklen Lydite, die primär wohl aus dem Frankenwald stammen, zur Burgsandsteinzeit in den Sedimenten des Nürnberger Gebiets eingelagert und sekundär während des Pleistozäns wieder aus den Burgsandsteinen ausgewaschen sowie in die Terrassenschotter verfrachtet wurden (URLICH 1968).

Die holozänen Talfüllungen, wie sie im Tälchen S´ des Schmausenbucks auftreten, bestehen überwiegend aus Grob- bis Feinsanden mit lehmigen Bindemittel; untergeordnet treten bis 0,2 m mächtige Lehmlagen und sandige Torfschichten auf. Die Genese der auch heute noch bei Hochwässern überspülten, hydrologisch eng mit dem Vorfluter kommunizierenden Talsedimente wird von BRUNNACKER (1955) in das Postglazial gestellt.

Die Fest- und Lockergesteine im Nürnberger Gebiet werden an der Erdoberfläche großflächig von den meist geringmächtigen quartären Sanden überdeckt. Da über 60 % des gesamten Stadtgebietes von diesen Sandablagerungen eingenommen werden, wurde bereits im Mittelalter von Nürnberg scherzhaft gesagt, es sei des "Heiligen Römischen Reiches Streusandbüchse". So werden große Areale des Nürnberger Beckens von Flugsanden bedeckt. Diese setzen sich aus lockeren, fein- bis mittelkörnigen, weißgrauen bis gelbbraunen Sanden zusammen, welche aufgrund des fehlenden Bindemittels noch heute leicht beweglich sind. Sie weisen im Profil meist horizontale Schichtung auf und zeigen bei relativ guter Sortierung einen bänderartigen Aufbau. Petrographisch bestehen die Flugsande zu über 90 % aus gut abgerollten Quarzen. Diese äolischen Sande gelten als Fortsetzung der weit verbreiteten Flugsand- und Dünenfelder des Regnitz-Rednitzgebietes von Nürnberg-Fürth-Erlangen. Bis 5 m hohe Dünen treten vor allem im Sebalder Reichswald auffällig in Erscheinung, sind aber auch im kleinen Tal S´ des Schmausenbucks zu beobachten. Bezüglich der Morphologie überwiegen die Längsdünen, deren Scheitellinien von W nach E verlaufen. Diese Form lässt auf lang anhaltende Westwinde mit gleichmäßiger Stärke schließen, wobei ihre Entstehungszeit in das Endstadium des Würm-Glazials vor rund 11.000 Jahren fällt und im Boreal größtenteils abgeschlossen war (BRUNNACKER 1955, BERGER 1979). Als Ursprungsmaterial der gut abgerollten Quarze werden verwitterte Keupersandsteine sowie die W´ vorgelagerten Fluss- und Terrassensande angesehen.

Im Reh-/Hutgraben- und Goldbach-Gebiet im kleinen Tal S´ des Schmausenbucks breiten sich große zusammenhängende Anmoorflächen aus. Vor allem zwischen den Quellen des Hutgrabens im E und dem Valznerweiher im W sind Sumpf- und Moorgebiete ausgebildet. Sie stehen überwiegend mit den Fließgewässern und Weihern in engem morphologischen Zusammenhang, wobei oftmals die verschiedenen Lettenhorizonte der Burgsandsteine als unterlagernde Aquicluden fungieren: In diesen Geländebereichen, in welchen das Grund- oder Oberflächenwasser gestaut wird, werden pflanzliche Zersetzungsteile nicht abgeführt, sondern als unzersetzte organische Substanz in den Böden angereichert. Die holozänen Torfbildungen erreichen im Schmausenbuckgebiet Mächtigkeiten bis 1 m.

5 Zur Geschichte des Schmausenbucks im Südlichen Nürnberger Reichswald

Der S´ der Nürnberger Altstadt gelegene "Lorenzer Reichswald" war vom Mittelalter bis etwa 1850 mit seinen nur mäßig fruchtbaren Sandböden weitgehend mit Kiefernwäldern bestanden. An Stelle der heutigen Vorstädte und Dörfer wie Tafelhof, Steinbühl, Galgenhof, Gibitzenhof, Hummelstein und Lichtenhof bestand damals ein nur dünn besiedeltes Waldgebiet mit wenigen kleinen Siedlungsinseln und ihren Äckern sowie den - für das Nürnberger Gebiet typischen - befestigten Schlössern der reichen Nürnberger Patrizierfamilien.

Aufgrund der nicht sehr ertragreichen Böden mussten sich die Einwohner dieser Gegend zwangsläufig von der Waldwirtschaft ernähren. Darüber hinaus boten die großen Sandsteinbrüche eine attraktive und zur damaligen Zeit auch gesellschaftlich durchaus anerkannte Verdienstmöglichkeit: So waren die Steinbrecher in einer eigenen Innung organisiert und unterstanden rechtlich ihrem eigenen Berggericht, dessen Rechtsprechung vom Rat der Stadt Nürnberg überwacht wurde. Es gab genaue Vorschriften über die "pflegliche Behandlung der Steinbrüche" und des Waldbestandes sowie über Preise und Abmessungen der gebrochenen Steine, wobei zur Überprüfung der vom Schmausenbuck antransportierten Sandsteinquader am Nürnberger Rathaus ein Eichmaß angebracht war (v. FREYBERG 1977).

In der Neuzeit dehnte sich Nürnberg in das Südliche Vorland aus. Vor allem in der Zeit nach dem Ersten Weltkrieg schoben sich mit der Gartenstadt und der Werderau große Siedlungsgebiete in das karge Waldgelände vor. Ein weiteres, starkes Vordringen der "Sandflächen-Siedlungen" in die Forstgebiete erfolgte nach dem Zweiten Weltkrieg, was durch die vorher erfolgten Rodungsmaßnahmen für das "Reichsparteitagsgelände" noch forciert wurde.

Der Schmausenbuck war bis zur Eingemeindung von Brunn die höchste Erhebung im Nürnberger Stadtgebiet. Die über viele Jahrhunderte betriebene Nutzung dieses Berges als Werksteingebiet bedingte auch die Tradierung einer Fülle alter, heute weitgehend unverständlicher lokaler Namensgebungen. Der auf 390 m NN liegende Berggipfel des Schmausenbucks trägt den Namen "Gritz", wobei diese alte Benennung vom ahd. "giozan" oder "gorzan" (= "kleinstoßen, hauen") hergeleitet wird und eine "mit Gestrüpp bedeckte, ärmliche Waldfläche" bezeichnet (BEYER 1952). 520 m NE´ des Berggipfels liegt an dem von Buchen bestandenen N-Hang des Schmausenbucks die "Buchenklinge": Diese mit Sandsteinquadern gefasste Quelle war im Mittelalter sowie während der beginnenden Neuzeit das beliebteste Ausflugsziel der Nürnberger Bürger.

Der ursprüngliche Name des Schmausenbucks lautete um 1372 "Rewhel(l)berc" (= "Reuhelberg") oder um 1470 "Rauhelberg". ALTHAUS & STOLZ (1991) vermuten, dass diese alte Benennung auf die Nürnberger Familie REUCHEL zurückgehen könnte. Es erscheint jedoch wahrscheinlicher, dass sich die Geländebenennung von dem alten Begriff "rau(h)" (= steinig) herleitet, welcher auch im Begriff "Raue Alb" für das steinreiche Karstgebirge der Schwäbisch-/Fränkischen Alb bis in die heutige Zeit überdauert hat: Hiernach würde der Name "Rauhelberg" - auf den modernen Sprachgebrauch übertragen - "steiniger Berg" bedeuten. Eine etymologisch eng verwandte, heute im Allgemeinen als gültig angesehene Deutung leitet den alten Bergnamen "Reuhelberg/Rauhelberg" von dem mittelalterlichen Steinbrecher-Werkzeug "Reuhel" ab, welches zum Aufreisen des Bodens diente, um später Steine gewinnen zu können (SCHALLER 2000); das zugrunde liegende mhd. Wort "ruch" geht aus dem ahd. "ruh" hervor und lässt sich auf die indogermanische Wurzel "reu" (= "auf-, ausreißen") zurückführen (MACKENSEN 1985).

Der Name des Reuhelberges erscheint erstmalig im "Baumeisterbuch" des Lutz STEINLINGER (vgl. MUMMENHOF 1880), welcher um 1452 das städtische Baumeisteramt erhielt. Er berichtete hierin kurz über die dort gebrochenen Burgsandsteine, die, "wenn sie in die Stadt kommen, vom Baumeister zu eichen sind". 12 Jahre später übernahm Endres TUCHER dieses Amt und beschrieb in seinem Baumeisterbuch eingehend die Arbeitsbedingungen in den Steinbrüchen am Reuhelberg sowie am Kornberg bei Worzeldorf und die Unterschiede zwischen den dort jeweils vorkommenden Sandsteinarten.

Auf der "Großen Wald- und Fraischkarte" des Georg NÖTTELEIN von 1563 sind die Steinbrüche der "alten Nürnberger Landschaft und der Nürnberger Reichswälder" eingetragen: Sandsteinabbaue waren damals am "Baimstein" ESE´ Tennenlohe, im Reichswald N´ Ziegelstein und in einem weiteren Steinbruch N´ Behringersdorf, am E´ "Zerrnzabelshof" gelegenen Berg (= heutiger Schmausenbuck), im Steinbruch in der "Langenlohe" (= heutiges Steinbrüchlein N´ Worzeldorf) und am Steinberg ENE´ Kornburg in Betrieb und wurden in diesem kolorierten Kupferstich auch sehr detailliert dargestellt; im Gegensatz zu einigen anderen Abbaugebieten fehlt auf dieser Karte jedoch eine namentliche Benennung für den heutigen Schmausenbuck.

Ausschnitt aus der "Großen Wald- und Fraischkarte" des Georg NÖTTELEIN von 1563

Im 1594 in Nürnberg erstellten "Pfinzing-Atlas" von Paul PFINZING dem Älteren lautet die Benennung für den heutigen Schmausenbuck "in der Oberen Meil des Waldt Laurenti" E´ des "Zipfelhof" (= heutiges Zerzabelshof). In diesem prachtvoll gestalteten Kartenwerk sind auf einigen Blättern die dortigen Steinbrüche eingetragen, so in der "Mappa 24. September 1593": Hier sind der Buchenklingenbach und die E´ der Quelle gelegenen Steinbrüche besonders hervorgehoben. Die Feststellung von v. FREYBERG (1977), dass auf dem Kartenblatt "Umgebung der Stadt Nürnberg" N´ des Schmausenbucks die Benennung "Sandberg" erscheint, beruht auf einer Fehlinterpretation dieser alten Karte: Die Erhebung des "Sandberges" befindet sich auf dem historischen Kartenwerk ungefähr auf der Breite der "Vorstadt Weerdt" (= Wöhrd) S´ der Pegnitz und somit im Bereich des Blasensandsteins im heutigen Stadtteil St. Peter, rund 3 km W´ des Schmausenbucks.

Ausschnitt aus der "Mappa 24. September 1593" des "Pfinzing-Atlas von 1594

Bemerkenswert ist, dass auf diesen beiden Kartenwerken des 16. Jhd. die Sandsteinbrüche am heutigen Schmausenbuck nur in unmittelbarer Nähe der Buchenklinge eingezeichnet ist; dies deutet darauf hin, dass die umfangreichen Steinabbaue am E´ hiervon gelegenen Klingenberg erst in späterer Zeit angelegt worden sind.

Seine heutige Namensgebung erhielt der aus mehreren Bergkuppen bestehende Schmausenbuck erst ab 1670, nachdem der Rotbierbrauer und Genannter des Rates Georg SCHMAUS (1619 - 1682) die mittelalterlichen, von der Nürnberger Bevölkerung als beliebte Freizeitbeschäftigung aufgesuchten Vogelherde am W-Teil des "Reuhelberges" käuflich erworben hatte. Im 18. Jahrhundert verlagerten sich die Freizeitaktivitäten der Nürnberger Bürger zunehmend auf den vorderen Teil des Schmausenbucks: Hier entstand auf der W´, heute mit dem "Tiergarten-Hotel" bebauten Anhöhe ein Wirtshaus, welches im frühen 19. Jahrhundert erweitert wurde.

1830 wurde das aus dem 17. Jhd. stammende, ehemalige Anwesen des Rotbierbrauers Georg SCHMAUS unter dem neuen Besitzer Johann Albert CRAMER (dem Großvater des bekannten Nürnberger Industriellen Freiherr von CRAMER-KLETT) zu einem romantischen Vergnügungspark umgestaltet: Er ließ auf dem Gelände des alten Vogelherdes einen "Baumsaal" und eine "Waldhalle" errichten; im Bereich des heutigen Raubtiergeheges des Tiergartens entstanden eine Einsiedelei sowie eine Kapelle und N´ der "Gritz" eine Burgruine sowie ein "Schweizerhaus". Der im Privatbesitz befindliche, abgeschlossene Park wurde jährlich jeweils an Pfingsten, im Sommer und im Herbst für die Bevölkerung geöffnet und erfreute sich starken Interesses bei der Nürnberger Bevölkerung. Im Jahre 1833 besuchte sogar der bayerische König Ludwig I. mit seiner Gemahlin die aufwendig gestaltete Parkanlage (SCHALLER 2000).

Nach dem Bankrott CRAMER´s verfielen jedoch die Anlagen. Unter den neuen Besitzern, der Familie KEILHOLZ-FICKENSCHER wurde in den Jahren 1877 bis 1881 das alte Anwesen zum Hotel ausgebaut und um ein modernes Restaurations- und Hotelgebäude sowie einen großen Orchestersaalbau erweitert. Der Schmausenbuck wurde als Sommerfrische und „Kur- und Vergnügungsort" beworben; Adelige und Prominente waren zu Gast, unter ihnen der Sänger Enrico CARUSO (SCHALLER 2000). 1881 wurde ein „Verschönerungsverein für den Schmausenbuck" gegründet, welcher Wanderwege und Brücke anlegen und 1887/88 den 41 m hohen, aus Burgsandsteinen des Schmausenbucks errichteten Aussichtsturm auf der Gritz bauen ließ. Dieser Turm wurde am Ende des II. Weltkrieges stark beschädigt und erst im Jahre 1965 mit seiner heutigen Höhe von 29 m wieder aufgebaut.

Aussichtsturm auf der "Gritz" des Schmausenbucks

Heute ist der Schmausenbuck, auch aufgrund der 1939 erfolgten Verlegung des Nürnberger Tiergartens vom Dutzendteichgelände an die W- und S-Seite des Berges und bedingt durch die gelungene Gestaltung der Wanderwege rund um diesen markanten, dicht bewaldeten Bergrücken wieder ein beliebtes Freizeitziel der Nürnberger Bürger. Um den Tiergarten besteht ein rund 613 Hektar großes Naturschutzgebiet, das zu 93 % von Wald bestanden ist. Die alten Steinbrüche am Schmausenbuck, um die Wende vom 19. zum 20. Jahrhundert noch als Naturtheater genutzt, sind nunmehr teilweise in den Tiergarten mit einbezogen. An die Tradition der in früheren Jahrhunderten hier stattgefundenen Feiern knüpft heute das alljährlich vom Bund Naturschutz durchgeführte Reichswaldfest am Schmausenbuck an.

Raubtiergehege im Tiergarten am Schmausenbuck

6 Die mittelalterliche Naturwerksteingewinnung im Nürnberger Gebiet

Das Vorkommen großer Lagerstätten an Sandsteinen und Quarziten in der Nürnberger Gegend hatte zur Folge, dass sich das Handwerk und der Handel am sowie mit den Steinen von Nürnberg ausgehend weit in das Land hinein erstreckten. So bestand im Mittelalter vor allem am Schmausenbuck und am E´ angrenzenden Klingenberg eine Kette von Steinbrüchen. Obwohl die Gewinnung von Sandsteinen im Nürnberger Gebiet bereits sehr früh einsetzte, erfolgte der Abbau im großen Stil erst ab 1105 mit dem Bau der steinernen Stadtbefestigung um den - am S-Hang des Burgberges gelegenen - Siedlungskern.

Geologische Detailkarte der alten Steinbrüche am Schmausenbuck E´ Nürnberg

Die im Liegenden der Burgsandsteine anstehenden, weißgrauen, leicht verwitterbaren Stubensandsteine wurden im mittelalterlichen Nürnberg als "Fegsand" zum Scheuern von Tischen und Fußböden verwendet. Die "Sand- und Buttenweiber" gruben dieses Reinigungsmittel in unterirdischen Gewölben und Gängen und brachten es zum Verkauf in die Stadt. Die Lage dieser unterirdisch angelegten Sandgewinnungsstollen ist heute noch weitgehend unbekannt und kann wahrscheinlich niemals mehr vollständig rekonstruiert werden. So stieß man um 1920 im Stadtteil St. Johannis zufällig bei den Fundamentgründungen neuer Wohnhäuser auf die damals beim Sandabbau entstandenen verzweigten Felsgänge. Weitere unterirdische Abbaue bestanden in der sog. Ratarashöhle in Gutsberg bei Stein, an der Hochstraße in Fürth sowie im Gebiet zwischen Kornburg und in Gaulenhofen (FICKENSCHER 1930). Noch im Jahre 1906 wurde im Bereich der Stubensandsteine eine große Abbaugrube E´ der Tullnau angelegt, um Aufschüttungsmaterial für die Erweiterung und Erhöhung der Gleisanlagen am Hauptbahnhof zu gewinnen.

Der Schichtenkomplex der Burgsandsteine bildete schon in der frühesten Stadtgeschichte das hauptsächlich verwendete Baumaterial für die Nürnberger Altstadt: Große Abbaustellen befanden sich am Schmaussenbuck und im Reichswald SE´ der Stadt. Die rotbraunen Sandsteine sind im bergfrischen Zustand relativ weich und lassen sich somit mit vergleichsweise geringem Arbeitsaufwand zu Quadern behauen. Erst bei längerem Durchtrocknen werden die Steine zunehmend fester: Unter Regen- und Sonneneinwirkung bildet sich an der Außenseite der Sandsteinquader eine dünne Kieselschutzrinde, vergleichbar dem "Wüstenlack". Diese entsteht durch das Wandern gelöster Kieselsäure im Sandstein und der Wiederausfällung an der Außenseite (SPÖCKER 1964). Diese guten technischen Eigenschaften machten die Burgsandsteine schon in der Frühzeit Nürnberg zum eigentlichen Haussandstein. Von den ehemals umfangreichen Abbaugebieten zeugen noch heute eine Vielzahl verlassener Steinbrüche in den Wäldern der Randhöhen E´ Nürnberg.

Aufgelassener mittelalterlicher Steinbruch (Mittlerer Burgsandstein) 260 m NW´ der "Gritz" am Schmausenbuck

Die mittleren und die oberen Partien des Unteren Burgsandsteins wurden über Jahrhunderte hinweg abgebaut und lieferten zum nicht unerheblichen Anteil das Baumaterial für die Burg und die Altstadt von Nürnberg. Steinbrüche bestanden an der W-Seite des Hasenbucks, im "Steinbrüchlein" N´ des ehem. "Jungfernbrunnen" 2500 m SE´ des Bahnhof Dutzendteich (im heutigen Eisenbahngleis-Dreieck "Langwasser Nord") und im umfangreichen Abbaugebiet am Schmausenbuck; die dort gelegenen Steinbrüche sind seit 1939 großenteils in die Anlagen des Tiergartens integriert.

Mittelalterlicher Steinbruch im Mittleren Burgsandstein; "Langenlohe" (= heutiges "Steinbrüchlein") N´ Worzeldorf. Oberer Burgsandstein mit Lettenlage; "Hohlsteiner Steinbruch" N´ Worzeldorf.

Auch die Sandsteine des Mittleren und des Oberen Burgsandsteins galten früher wegen ihre Festigkeit und ihrer warmen Farbtönungen als geschätzte Bau- und Werksteine und wurden in großen Brüchen abgebaut. Neben den Steinbrüchen im Gebiet N´ Ziegelstein und im ab 1302 erwähnten "Steinbrüchle" (Langenlohe) N´ Worzeldorf sowie den zahlreichen Quarzitbrüchen von Worzeldorf-Wendelstein ging vor allem am Schmausenbuck ein reger Abbau bevorzugt auf die Sandsteine des Mittleren Burgsandsteins um. In diesem Abbaugebiet stehen überwiegend rötliche, mittel- bis grobkörnige, massige Sandsteine mit Einschaltungen von bunten Quarzkieseln an; lokal sind den Sandsteinen rotviolette und grüne Lettenlagen zwischengeschaltet. Eine anschauliche, natürlich entstandene Felsbildung des Mittleren Burgsandsteins stellt der pittoreske "Schüsselesstein" N´ Fischbach dar.

"Schüsselesstein" (Mittlerer Burgsandstein) 3150 m ESE´ der "Gritz" "Schüsselesstein" (Mittlerer Burgsandstein) 3150 m ESE´ der "Gritz"

Die Gewinnung fester Sandsteinblöcke konzentrierte sich beim Mittleren Burgsandstein auf die Partien unter dem Basisletten des Oberen Burgsandsteins und beim Oberen Burgsandstein hauptsächlich auf die Gesteinskomplexe unter dem Feuerletten. Nur aus diesen, durch die überlagernden Tonschichten vor Sickerwässern weitgehend geschützten Bereichen konnten feste, unverwitterte Hart- und Werksteine gewonnen werden. So befanden sich am Schmausenbuck auf dem Areal der - ab 1885 erbauten - Hochbehälter der Nürnberger Wasserversorgung N´ der "Gritz" die ersten, über Jahrhunderte betriebenen und dann aufgelassenen Steinbrüche der Stadt Nürnberg; die dort anstehenden Burgsandsteine wechsellagern mit grüngrauen und roten Lettenlagen (BEYER 1952). Endress TUCHER gab um 1470 eine jährliche Anlieferungsmenge von 5000 Sandsteinquadern nach Nürnberg an (v. FREYBERG 1977); ebenso benannte er die einzelnen, zum damaligen Zeitpunkt im Abbau stehenden Steinbrüche am Reuhelberg, welche sich wohl unmittelbar in der Nachbarschaft zur "Gritz" befanden:

Darüber hinaus nennt MAYER (1833) die "Spitalgrube", aus deren Werksteinen 1487 bis 1527 das Heiliggeistspital errichtet wurde.

Heilig-Geist-Spital in Nürnberg

Später wurden E´ der "Gritz" - im Gebiet des "Klingenberges" - sehr umfangreiche Steinbrüche angelegt. Weitere Burgsandsteinabbaue lagen nach URLICHS (1968) am Zollhaus, im Gebiet "Drei Höhen" (4000 m NNE´ Fischbach), in der "Schwarzlach" (2700 m ENE´ Fischbach) und im Waldgebiet "Beim eingefallenen Schloss" (1500 m SSE´ Fischbach).

Die Methoden der Steingewinnung in den Brüchen veränderten sich im Laufe der Jahrhunderte nur wenig: Prinzipiell wurden in die Sandsteinfelsen entweder Spalten geschlagen oder man nutzte die vorhandenen tektonischen Trennflächen - noch heute können in den Aufschlüssen im Schmausenbuckgebiet relativ häufig nahezu vertikal einfallende Störungsflächen und Klüfte beobachtet werden. Die Lösung der Steinblöcke aus dem anstehenden Gebirge erfolgte dann mit Keilen. Im Steinbruch wurden die rohen Blöcke schließlich in die handelsüblichen Größen zugerichtet.

Beschreibungen der in den spätmittelalterlichen Steinbrüchen angewandten Methoden sowie hier der verwendeten Werkzeuge finden sich dem 1464 bis 1475 verfassten Baumeisterbuch von Endress TUCHER sowie bei DELIUS (1760) und HERRMANN (1916). Auch die von 1495 bis 1497 entstandenen sechs Steinbruch-Studien und -zeichnungen von Albrecht DÜRER zeigen die morphologischen Gegebenheiten dieser von Hand betriebenen Sandsteinabbaugebiete in beeindruckender Form.

Albrecht DÜRER: "Ein Steinbruch" (um 1495/96)

Aus den mächtigen Sandsteinwänden wurden zunächst große Gesteinsblöcke abgetrennt. Falls keine tektonisch gebildeten Kluft- und Störungsflächen oder andere Trennfugen vorhanden waren, mussten mit dem "Zweispitz" oder Schrämeisen schmale Einschnitte („Schrame") ins Gestein eingearbeitet werden, in welche dann Keile eingetrieben wurden. Mit Hilfe von Fäustel und Meißel erfolgte schließlich die Abtrennung der Gesteinsblöcke vom anstehenden Gebirge - diese wurden dann auf die Steinbruchsohle gestürzt.

alte Steinbruchwand am Schmausenbuck mit den typischen, durch die Schrämarbeit entstandenen Abbauspuren.

An hohen Bruchwänden konnten mächtige Sandsteinkörper auch durch Abgraben der (Zwischen-) Lettenschichten und dadurch bedingte Unterhöhlung der Sandsteinkomplexe zum Absturz gebracht werden. Diese oft riesigen Gesteinspartien wurden dann im Steinbruch mit Spitzhacken und Schroteisen sowie unter Einsatz von Keilen durchtrennt, so dass schließlich Rohquader mit den vorgeschriebenen Abmessungen von "3 Schuh Länge, 1,5 Schuh Breite und 1,5 Schuh Höhe" entstanden. Die roh zugehauenen Sandsteinblöcke mussten schließlich mit der Steinaxt, dem Schlageisen sowie mit wechselnd feineren Werkzeugen wie Bossierhammer, Flächhammer und Kröneleisen fein bearbeitet werden; mit dem Winkeleisen sowie dem Einsatz von hartem Sandstein und Wasser wurden die Gesteinsblöcke dann geebnet. Erst dann wurden die Sandsteinquader mit vierrädrigen Wagen in die Stadt Nürnberg zum Rathaus gefahren, in dessen Mauer schmiedeeiserne Lehren in Quader- und Halbquaderlänge angebracht waren und nach erfolgreicher Überprüfung schließlich die Verrechnung der angelieferten Sandsteinblöcke erfolgte (v. FREYBERG 1977).

Der Chronist Johannes MÜLLNER erwähnt, dass die rötlichen Sandsteine der um 1150 in Nürnberg errichteten Egidienkirche am "Reuhelberg" gebrochen wurden; ebenso stammen die mittelalterlichen Bausteine des Heilig-Geist-Spitals und des Hallenchors der Lorenzkirche aus diesen Abbaugebiet (SCHALLER 2000).

Egidienkirche in der Nördlichen Altstadt von Nürnberg. "Heilig-Geist-Spital" an der Pegnitz in Nürnberg.

Hingegen wurden bei den von 1904 bis zum II. Weltkrieg an der Lorenzkirche getätigten Restaurierungsarbeiten die harten Wendelsteiner Quarzite verwendet. Der damals federführende Baumeister SCHMITZ sah in der hohen Qualität der Sandsteinquarzite das ideale Material für die Auswechslung schadhafter Burgsandsteinquader. Die hellen Quarzitsteine inmitten der alten, dunklen Burgsandsteinquader bewirken die heute sichtbare, unruhige Flächengestaltung im Erscheinungsbild der Lorenzkirche (ALTHAUS & STOLZ 1991).

St. Lorenz-Kirche in der Südlichen Altstadt von Nürnberg. St. Sebald-Kirche in der Nördlichen Altstadt von Nürnberg.

Nach den Zerstörungen des II. Weltkrieges pachtete der "Verein zur Wiederherstellung von St. Lorenz" einen Steinbruch in der Waldabteilung "Sulz" am Schmausenbuck. Der große Bedarf bei den zu restaurierenden Baudenkmälern wie den Kirchen, der Stadtmauer, der Kaiserstallung und dem Heilig-Geist-Spital konnte nur mit der Wiederaufnahme eines Steinbruchbetriebes gedeckt werden. So wurde am Schmausenbuck durch den Regierungsbaumeister LINCKE der ehemalige LACHNER´sche Steinbruch neu angefahren und abgebaut. Im Jahre 1957 beendete der plötzliche Einsturz des sog. Vorblattes die Gewinnung von Natursteinen in diesem Bruch (ALTHAUS & STOLZ 1991).

Neben dieser neuzeitlichen Sandsteingewinnung wurden zum Teil auch die alten, durch Kriegseinwirkung abgesprengten Sandsteinblöcke und die noch verwendbaren Naturwerksteine liebevoll in die wieder aufgebaute Stadtmauer, in Wehrtürme und in historische Gebäude eingefügt (GUT 1991). Während der Nachkriegsjahre erhielten somit sowohl die Bürger als auch die Administration der Stadt Nürnberg weitgehend das kulturelle Erbe ihrer Vorfahren und bauten die durch den Bombenhagel zerstörten Gebäude wieder so auf, dass der Reiz der Altstadt erhalten blieb. Das Wiedererstehen der historischen Nürnberger Altstadt ist heute - trotz weniger architektonischer Sündenfälle der Nachkriegszeit und einiger Fehlplanungen in der Gegenwart - weltweit als gelungen anerkannt.

7 Die Buchenklinge und der Hutgraben

Am N-Hang des Schmausenbucks entspringt in einem kleinen Talkessel 1200 m WNW´ der "Alten Steinbrüche" der mit Sandsteinquadern gefasste Quellbrunnen der Buchenklinge. Diese aus dem Mittleren Burgsandstein - unmittelbar über dessen Basisletten - schüttende Quelle stellt den einzigen perrenierenden Wasseraustritt am N-Hang des Schmausenbucks dar. Sie entspringt auf dem ungewöhnlich hohen Geländeniveau von 357 m ü. NN nur rund 20 m unter dem auf rund 375 m NN anstehenden Abbaugebiet des mittelalterlichen Steinbruchgebiets.

Gesamtansicht der Buchenklinge-Quellfassung am Nordhang des Schmausenbucks.

Trotz der zuletzt im Jahre 2001 durchgeführten Renovierung des historischen Platzes lässt sich die historische Bedeutung der Buchenklinge heute nunmehr erahnen: Diese romantisch gelegene Quelle an dem von Buchen beschatteten Berghang war einst das beliebteste Ausflugsziel der Nürnberger Bürger. In ihren Anfängen geht der erste Ausbau der Quellbrunnenanlage vermutlich auf die mittelalterlichen Steinbrucharbeiter zurück: Diese erkannten rasch die singuläre Lage der Quelle am Schmausenbuck und erschufen sich in der nahen Umgebung ihrer Arbeitsstätten einen Pausen- und Erholungsplatz. Später statteten sie den Quellbereich standesgemäß mit einer steinernen Fassung und Ruhebänken aus. Da schon im Mittelalter der Schmausenbuck, der ohnehin durch seine Vogelherdanlagen häufig besucht wurde, weithin als Vergnügungsort beliebt war, konnte sich der stille Rastplatz an der Buchenklinge schließlich zum häufig frequentierten Freizeitgelände der Nürnberger Bevölkerung entwickeln.

Das in den Quellnamen der Buchenklinge enthaltene alt- bis mittelhochdeutsche Wort "klinge" bedeutet ursprünglich als lautnachahmende Wortbildung "etwas Klingendes", formuliert nach dem Aufprallgeräusch eines Schwertes auf Helm oder Schild (MACKENSEN 1985); weiterhin wurde diese Benennung aber auch für "Gebirgsschlucht" oder "Gebirgsbach" angewandt, da hierin das helle Rauschen eines Baches erklingt. So heißt es beispielsweise in dem um 1200 n. Chr. von Gottfried von Straßburg geschaffenen, unvollendet gebliebenen Epos Tristan: "Der brunne luter und kalt gienc ruschende und klingende". Nach MAAS (1995) ist somit das Grundwort "-klinge" dieser in Bayern häufigen Flurnamen als "rauschende Quelle" zu interpretieren. Das Bestimmungswort "Buche" wird hingegen nicht auf das mhd. "di buoche" (= die Buche) zurückgeführt, sondern auf mhd. "daz buoch" bzw. "buochach" (= Buchenwaldung, Buchengehölz). Zeitlich gesehen entstand der ursprüngliche Name der Buchenklinge wohl an der Wende vom Alt- zum Mittelhochdeutschen und somit um ca. 1100 n. Chr.

Erstmals urkundlich erwähnt wurde die Buchenklinge im Jahre 1372 (BEYER 1952). Aus einer heute verschollenen Stadtrechnung ging hervor, dass die Brunnenfassung zu dieser Zeit bereits zum zweiten Mal repariert werden musste: "... den prunnen am Rewhelberg zu der Buchenklinge wiederumb gepezzert und ernewtt. 1 Pfund." Im Jahre 1467 wurde eine erneute Restaurierung der Buchenklinge im "Baumeisterbuch des Endres Tucher" geschildert: "Ich hab auch lassen flicken und bessern den prunnen zu der puchklyngen am Rewhellberg an den Stein und Staffeln, die hynab geen, die erfawlt und erfroren waren."

Im 15. Jahrhundert hatte sich der heutige Schmausenbuck bereits zum beliebten Erholungs- und Freizeitort der Nürnberger Bürger entwickelt, wobei das Gebiet um die Buchenklinge für die folgenden 150 Jahre geradezu das Zentrum der damaligen Vergnügungsaktivitäten darstellte. Auch einige Motive der Zeichnungen von Albrecht DÜRER stammen von den im 16. Jahrhundert teilweise schon aufgelassenen Steinbrüchen am Reuhelberg, ebenso die Zeichnung "An der Waldquelle", an welcher zwei Mönche sich laben.

Der Nürnberger Professor für Dichtkunst Helius Eobanus Hessus (1488 - 1540) berichtete im Rahmen seiner Steinbruchsbeschreibung vom Jahre 1532 über die "fons ad lapidicinas" (die Quelle bei den Steinbrüchen). HESSUS war ein herausragender Humanist und Dichter. Von 1526 ab unterrichtete er als Lehrer der Rhetorik und Poetik am Gymnasium in Nürnberg. Er verfasste Gelegenheitsgedichte in lateinischer Sprache und poetische Briefe christlicher Heldinnen. Die Buchenklinge schildert er in lateinischen Versen als den Ruheort für die Steinhauer, aber auch als das Ausflugsziel für die Nürnberger Bürger, welche sich an dem Quellwasser labten und nach dem Genuss mitgebrachter Speisen und Getränke ausgelassene Feste feierten. Ihm zu Ehren trug die Buchenklinge zeitweise auch den Namen "fons Eobani" (die Quelle des Eobanus).

Weitere umfangreiche Restaurierungen und Umgestaltungsarbeiten der Buchenklinge- Quellfassung sind aus den Jahren 1567, 1588 und 1615 überliefert; die Jahreszahlen dieser Baumaßnahmen wurden in die Sandsteine der Quellfassung eingemeißelt. Die hierfür notwendigen Restaurierungskosten der Quellanlage bestritt die Reichsstadt Nürnberg nicht nur zum Wohle der Steinbrucharbeiter, sondern hauptsächlich zum Nutzen ihrer Bürger. In diesem Sinne wurde im Jahre 1615 die Quellfassung der Buchenklinge "aus Bewilligung eines ehrbaren Rathes" erneuert und verbessert. Die Waldherren waren damals Christoph BEHAIM und Georg PFINZING, auf deren Betreiben sich der Rat der Stadt Nürnberg offenbar zu diesen Restaurierungsarbeiten entschloss (BEYER 1952). Von diesen Ausbesserungsarbeiten wird berichtet, dass "... die Alte Buchen Klinge im Walde nach 27 Jahren abermals vernewert, und zum Burger Lust, viel anders und schöner den zuvor gerichtet, die Bäume, der Brun, die Tische, Bäncke, Stiegen und Kühltrog, Kegelplatz, In Summa alles ordentlich und sauber gemacht" (SIEBENKEES 1792). Die Wappen der Waldherren, welche sich an den Arbeiten wohl finanziell beteiligten, wurden mit der Jahreszahl in den Sandstein geschlagen und sind noch heute an der Quellfassung gut zu erkennen.

Detailansicht des Quellaustritts der Buchenklinge am Nordhang des Schmausenbucks mit den Jahreszahlen der im 16. Jahrhundert getätigten Restaurierungsmaßnahmen.

In der Zeit vor dem Dreißigjährigen Krieg hatte die Buchenklinge wohl den Gipfel ihrer Anziehungskraft bei der Bevölkerung erreicht. An der Quellenanlage war bis zu dieser Zeit eine "ständige Kirchmeß" bei Tag und Nacht (SPERBER 1968). Die Schrecken des Dreißigjährigen Krieges bereiteten den Vergnügungen jedoch ein jähes Ende. Erst zu Beginn des 18. Jahrhunderts lebte der weltliche Kult um die Buchenklinge wieder auf. Zu diesem Zeitpunkt waren jedoch die Quellfassung und die benachbarten Anlagen bereits stark verfallen (BEYER 1952). Trotzdem besuchte ein weiterer Schriftsteller häufig die Buchenklinge: Der Theologe Johann Heinrich Wilhelm WITSCHEL (1769 - 1847) war Stammgast am Fuße des Schmausenbucks.

Die Buchenklinge im Jahre 1615 auf einem Kupferstich eines unbekannten Künstlersm Nordhang des Schmausenbucks.

Weitere Restaurierungsmaßnahmen an der Buchenklingen-Quellfassung konnten bis zum Ende des 18. Jahrhunderts vermerkt werden. Im Jahre 1833 wurde jedoch in einem Reisebuch über den zunehmenden Verfall der Quellenanlage berichtet: "Im Nürnberger Wald bei Mögeldorf zur rechten Hand hinein, unfern von den Mögeldorfer Steinbrüchen, ist am Abhang des Berges im Tale, gegen Mitternacht gewendet, zwischen Eichen, Föhren und Fichten ein fast verfallenes Brünnlein, wo es in früheren Tagen nicht so still war, als es jetzt ist. Nur spärlich quillt jetzt zwischen Sand und herabgefallenen Quadern helles Wasser, das einst Wein kühlte und jetzt nur noch von den Steinarbeitern und Holzhauern den Durst zu löschen und trockenes Brot zu weichen gesucht wird" (MAYER 1833).

Erst im Jahre 1908 erfolgten umfassende Ausbesserungsarbeiten durch den "Verschönerungsverein Schmausenbuck" und im Jahre 1932 durch eine Gruppe Erwerbsloser aus Mögeldorf. Im Jahre 1972 ließ das Forstamt die Quellfassung der Buchenklinge reparieren und 2001 erfolgten schließlich die heute sichtbaren Restaurierungsmaßnahmen der gesamten Anlage. Zum jetzigen Zeitpunkt stellt die alte Quellanlage der Buchenklinge ein ruhiges, romantisches Naturdenkmal abseits der Hauptwanderwege dar; nur selten gesellen sich an diesem historischen, von Buchen beschatteten Ort zum stillen Naturgenuss die neuzeitlichen Geräuschentwicklungen von Joggern und Mountainbikern.

8 Hydrogeologie und Tektonik im Nürnberger Gebiet

Bereits im Mittelalter hatte der Rat der Stadt Nürnberg begonnen, ergiebige Quellen außerhalb der Stadtbefestigungen fassen zu lassen und deren Wasser über Felsgänge und Rohrleitungen in die Stadt hineinzuführen: So erfolgte die Wasserversorgung des "Schönen Brunnens" am Hauptmarkt aus zwei in Gleißhammer gelegenen Quellen, aus denen mit hohem Aufwand über zwei Holzröhrenleitungen etwa 3.000 L/h in den Brunnen eingespeist wurden (HIRNER 1986). Heute stellt der Sandsteinkeuper des Nürnberger Beckens für die Wasserversorgungen der Stadt Nürnberg und der Stadt Röthenbach a.d. Peg. sowie für die Gemeinde Diepersberg und für diverse Großfirmen ein wichtiges Grundwassergewinnungsgebiet dar. Der Zusammenhang zwischen der Verbiegungs- und Bruchtektonik in den Festgesteinen und den hydrogeologischen Wasserwegsamkeiten ist im Nürnberger Gebiet signifikant ausgeprägt.

Geologisches, geomorphologisches und hydrographisches Blockbild sowie Blockbild des tektonischen Bezugshorizontes mit Bruchtektonik im Stadtgebiet von Nürnberg.

Der Gebirgsbau im Nürnberger Gebiet ist dadurch charakterisiert, dass das Nürnberger Becken eine tektonische Muldenstruktur darstellt, welche von einer Vielzahl von Störungen durchzogen wird. Dieses tektonische Einbruchsbecken ist ein selbstständiges und eines der wichtigsten Gebirgsbauelemente des mittelfränkischen Raumes: Hier haben sowohl Verbiegungs- als auch Bruchtektonik den Untergrund verformt. Entstanden ist das Becken durch Ausweitungsvorgänge, wobei das Alter der Verbiegungstektonik in die Unterkreidezeit gestellt wird, während die Bruchtektonik erst in der Oberkreide und im Tertiär einsetzte (BERGER 1978).

Die Landschaft des Nürnberger Beckens zeigt sich als ein durch lokale Verebnungsflächen gegliedertes Gebiet mit flachen Formen des relativ tiefgründig verwitterten Sandsteinkeupers und hochgelegenen Schotterdecken sowie den von der Rednitz und der Pegnitz sowie deren Nebenflüssen abgelagerten pleistozänen Sanden. Der tektonischen Überprägung verdankt das Becken auch seine auffallend starke erosive Ausräumung.

Die wichtigsten Verbiegungselemente sind der rund 6 km und bis 3 km breite Nürnberger Sattel zwischen dem Wöhrder See, Erlenstegen und dem Weißensee und die W´ anschließende kleine Fürther Mulde zwischen Rednitz und Pegnitz. N´ des Nürnberger Sattels besteht ein großräumiges Senkungsgebiet mit E-W verlaufenden Abschiebungen, welches zur tief eingebrochenen "Steinbachmulde" E´ Erlangen überleitet. Sowohl der Nürnberger Sattel als auch die Fürther Mulde werden im W an der großen Rednitztal-Störung abgeschnitten. Nach S flacht der Nürnberger Sattel breitflächig zur Dutzendteichmulde hin ab, welche vom Gebiet W´ des Dutzendteiches bis zur Autobahn München-Nürnberg verläuft; am SE-Abfall dieser erzgebirgisch und herzynisch verlaufenden Sattelstruktur liegt der Schmausenbuck.

An bruchtektonischen Elementen dominiert im Nürnberger Becken die über 20 km lange Rednitztal-Störung. Diese NNW-SSE verlaufende, an den - geologisch relativ jung entstandenen - rheinisch und eggisch streichenden Brüchen angelegte Störungszone schuf die tektonischen Voraussetzungen für das heutige Rednitz-Regnitz-Tal.

Die rezenten Talsysteme folgen im Nürnberger Becken bevorzugt dem tektonisch bedingten Trennflächengefüge. Während im Stadtgebiet von Nürnberg das heutige Pegnitztal an den - alt angelegten - herzynisch verlaufenden Störungsflächen und Klüften am S-Rand des Nürnberger Sattels angelegt wurde, wich der älteste, wohl altpleistozäne Lauf der Pegnitz vom heutigen Verlauf der Pegnitz erheblich ab. Dieses durch die groben "Reichelsdorfer Schotter" gekennzeichnete Bett der "ersten Pegnitz" zweigte zwischen Mögeldorf und Wörth N´ des Schmausenbucks vom heutigen Pegnitztal nach SW ab, verlief W´ des Hasenbucks weiter bis in die Gegend von Reichelsdorf und bog von da ab nach S zum Rednitztal um. Tektonisch gesehen wich diese älteste Pegnitz dem "Nürnberger Sattel" aus und folgte den Längsklüften der eingemuldeten Schichten.

Im Nürnberger Raum sind alle Paläotäler tiefgründig mit Sanden verfüllt und enthalten große Grundwassermengen. So wurde beim Bau des Nürnberger Hafens des RMD-Kanals S´ von Maiach auch das verschüttete, rund 40 m in den Blasensandstein eingeschnitten Urtal der altpleistozänen Pegnitz angefahren. Die an dieser Stelle im durchteuften Lockersedimente bestehen hauptsächlich aus Sanden; daneben kommen Tone und Kiese vor. Die Talfüllung war durchschnittlich bis 1 m unter Geländeoberkante, lokal sogar geländegleich, vom Grundwasser erfüllt. Hierdurch bedingt mussten im Bereich des RMD-Kanals und der Hafenanlagen vor Beginn der Ausschachtungsarbeiten zwei Brunnenreihen quer zum Urtalverlauf zur Grundwasserabsenkung angelegt werden: Der hierbei beobachtete Grundwasserzustrom betrug im Jahre 1968 etwa 120 L/s (SPÖCKER 1968).

Die heute völlig verschüttete altpleistozäneTalrinne stellt ein ehemals bedeutendes Landschaftselement dar: Zur Zeit seiner Entstehung war das heutige Paläotal eine Hauptentwässerungsader, die von den umliegenden Hochgebieten her Seitenzuflüsse erhielt, wozu auch die alten, heute verfüllten Erosionstäler des Reh-/Hutgrabens im Tälchen S´ des Schmausenbucks zu rechnen sind. Auf die Eintiefung des Urtales folgten mit Unterbrechungen Auffüllungsphasen.

Der nächstjüngere Verlauf der Pegnitz lässt sich in einem heute begrabenen Talstück S´ der Nürnberger Altstadt verfolgen: Tektonisch besonders auffällig ist hierbei, dass die Richtung dieses markanten Paläotales nahezu exakt der Achse der "Fürther Mulde" folgt.

Im Bereich der Dutzendteichmulde befindet sich eine herzynisch verlaufende Störungszone, welche sich an der Erdoberfläche durch den Verlauf des Pegnitztales zwischen Doos und der Nürnberger Altstadt und weiter durch den Verlauf des Fischbachtales äußert. Zwei hierzu parallel verlaufende Verwerfungen gehen durch das Dutzendteichgebiet und werden durch zwei geradlinig verlaufende, heute begrabene Talstücke zwischen der Salzbrunner Straße (Langwasser) und dem Dutzendteichen nachgezeichnet.

An diesen tiefreichenden Störungsflächen konnten an einigen Stellen des Nürnberger Gebiet hydrothermale Lösungen aufsteigen: So sind die stark verkieselten Burgsandsteine des "Wendelsteiner Höhenzuges" durch ihre hydrothermalen Mineralisationszonen bereits seit dem Mittelalter bekannt: Hier wurden in den Worzeldorfer Steinbrüchen am "Nördlichen Kornberg", am "Glasersberg", am "Schneckengraben" und am "Wernloch" die so entstandenen, glasharten Quarzite abgebaut. Diese sekundär verkieselten Sandsteine sind jedoch nicht allein auf den "Wendelsteiner Höhenzug" beschränkt: So wurden in einem alten, heute verfüllten Steinbruch beim Zeltnerweiher Coburger Sandsteine mit silikatischem Bindemittel abgebaut. Auch im Dutzendteich- und im Schmausenbuckgebiet deuten lokal auftretende verkieselte Sedimentpartien in den Keupersandsteinen auf sekundäre Verkieselungsvorgänge entlang tiefreichender Bruchflächen hin.

Die im Schmausenbuckgebiet beobachteten Kluftscharen weisen eindeutige Maxima bei den herzynisch streichenden Längsklüften auf. Ein zweites, lediglich schwach ausgebildetes Maximum zeigt die erzgebirgisch verlaufenden Querklüfte an. Dieses Hauptkluftsystem gehört genetisch zum übergeordneten tektonischen Bau der in E-Bayern gelegenen tiefreichenden Lineament der "Fränkischen Linie" sowie dem Senkungsgebiet der Frankenalbfurche in deren Vorland. Diese auch als "Frankenalbmulde" bezeichnete Synklinalstruktur im Deckgebirge war wahrscheinlich bereits am Ende des Mittleren Keupers embryonal vorhanden (VIOHL 1969), nachgewiesen paläogeographisch wirksam war sie ab dem Oberen Jura (v. FREYBERG 1969). Sie stellt ein nahezu lineares tektonisches Senkungsgebiet dar und trennt zwei verschiedene großtektonische Einheiten: Im W grenzt die Frankenalbfurche an den Ostabfall der Südwestdeutschen Großscholle und im E an die Westgrenze des Moldanubikums.

Kluftrose sowie Großkreise der Pol-Maxima aller im Schmausenbuckgebiet beobachteten Kluftflächen.

Überlagert wird dieses sehr alt angelegte und in jüngerer geologischer Vergangenheit immer wieder reaktivierte Hauptkluftsystem von einer Kluftschar mit rheinischen und eggischen Streichwerten, welche wesentlich jünger ist und durch die horizontalen Kompressions- und Schervorgänge im Vorland der Kollisionsfront des alpidischen Orogens verursacht wurden. Aus der Großtektonik scheint sich ein Beanspruchungsplan ableiten zu lassen (ILLIES 1974, WUNDERLICH 1974): Hiernach herrschte in Mitteleuropa über längere Zeit ein Druck in ENE-Richtung vor, wobei mit dieser Richtung auch die Haupt-Trennflächen aus dieser Periode zusammenfallen. Während des Jungtertiärs drehte sich im Bereich der Süddeutschen Großscholle die Hauptspannungsrichtung um rund 60° aus der NNE-Richtung über N nach NW. So bildeten sich in diesen Spannungsbereich Hauptkluftrichtungen aus, welche sich auf die jeweilige Hauptspannungsrichtung eingestellt hatten.

Der Nürnberger Sattel, an dessen SE-Abfall der Schmausenbuck liegt, weist an seiner - zur Dutzendteichmulde hin abfallenden - SW-Flanke Raumerweiterung und somit tektonische Dehnungsstrukturen auf. Das SW-NE-Profil durch den Schmausenbuck zeigt den hier anstehenden treppenartigen Schollenbau, durch welchen die Keuperschichten an synthetisch einfallenden Störungen mit meist nur relativ geringen Versatzbeträgen im Dekameterbereich gegeneinander verstellt wurden. Obwohl im Schmausenbuckgebiet allgemein Abschiebungscharakter vorherrscht, sind im Berggebiet des Schmausenbucks einige Aufschiebungsstrukturen erkennbar, welche wohl durch eine kleinräumige tektonische Beulenstruktur in diesen Bereich zurückzuführen sind.

Geologisches, geomorphologisches und hydrographisches Blockbild sowie Blockbild des tektonischen Bezugshorizontes mit Bruchtektonik im Schmausenbuckgebiet E´ Nürnberg.

Der am Schmausenbuck auffällig hoch gelegene Grundwasseraustritt der Buchenklinge befindet sich auf der NE-Flanke der - auf dem höchsten Niveau verbliebenen - Gesteinsscholle, so dass hier ein an tiefreichenden Störungsflächen aufsteigendes Tiefenwasser für die Quellschüttung nahe dem Berggipfel als sehr wahrscheinlich angesehen werden muss. Die wenigen, im Gebiet der Buchenklinge beobachtbaren Kluftflächen weisen E-W verlaufende sowie herzynisch und eggisch streichende Werte auf; der Aufstieg des Quellwassers an einer Kluftkreuzung erscheint somit wahrscheinlich. Derartige im Deckgebirge entstandenen Großklüfte und Störungen sind häufig mit der Ausbildung tiefreichender Zerrspalten verbunden (vgl. STETTNER 1971), welche hier als mechanisch wirksame Anlagen für die Zufuhr von juvenilen Kohlendioxid in die Grund- und Quellwässer des Schmausenbuckgebietes angesehen werden können.

9 Hydrochemische Untersuchungen

Die Zielsetzung der - zusammen mit Studentinnen und Studenten des GeoZentrums Nordbayern der Universität Erlangen/Nürnberg durchgeführten - Untersuchungen im Schmausenbuckgebiet E´ Nürnberg war die qualitative Erfassung und Einschätzung der Quell-, Bach- und Grundwässer. Während im Nürnberger Gebiet der Hauptvorfluter Pegnitz infolge umfangreicher Gewässerschutzmaßnahmen der Stadt Nürnberg und des Freistaats Bayern eine überraschend gute Wasserqualität aufweist, erreichen hingegen viele Gewässer 3. Ordnung - wie im S von Nürnberg der Fischbach und der Hutgraben/Goldbach - bei Weitem nicht die von der EU geforderten Richtlinien (BROCK 2009). So lag neben der Betrachtung des Quellwassers der Buchenklinge und der Grundwässer des Schmausenbucks ein besonderes Augenmerk auf den hydrogeologischen Gegebenheiten des Vorfluters "Hutgraben", dessen rezentes Teileinzugsgebiet am Schmausenbuck rund 6,33 km2 beträgt (SPÖCKER 1964).

Hydrographische Karte des Schmausenbuckgebiets mit Lage der Bohrungen sowie der Wasserprobenentnahmepunkte sowie Lage des stratigraphisch/tektonischen Profils

Zur Ermittlung der hydrogeologischen Parameter im Schmausenbuckgebiet wurden am 28. Juli 2009 an insgesamt 10 Messstellen Proben aus dem Grundwasser bzw. den Quell- und Oberflächengewässern entnommen. Die im Folgenden durch Kürzel gekennzeichneten Probenahmestellen sollen zunächst kurz beschrieben werden:

Quellbereich des Reh-/Hutgrabens im Schmausenbuckgebiet 4,4 km ESE´ der "Gritz"; MP "HQ1". Der Hutgrabens N` des Amtmannsbrücklein; MP "H3". Der Hutgrabens am Ost-Zaun der Strafanstalt; MP "H5". Der Hutgrabens im Sumpfgebiet unmittelbar E´ des Valznerweihers; MP "H7".
Quelle der Buchenklinge 510 m ENE´ der "Gritz" am Schmausenbuck; MP "Bu1". Buchenklingenbach 520 m ENE´ der "Gritz" am Schmausenbuck; MP "Bu1".

Fotoimpressionen einiger Messpunkte der hydrochemischen Untersuchungen der Grund-, Quell- und Bachwässer im Schmausenbuckgebiet.

Fotoimpression der zehn, am 28.07.2009 im Schmausenbuckgebiet entnommenen Wasserproben

Der 28. Juli 2009 war ein überwiegend sonniger, niederschlagsfreier und relativ kühler Sommertag mit Lufttemperaturen von +11°C bis +22°C. Während der zurückliegenden 7 Tage waren nur 15,7 mm Niederschlag gefallen, so dass ein übermäßiger Eintrag von pedogenen und anthropogenen Oberflächenkontaminationen in die Grund- und Oberflächenwässer nicht gegeben war; die an diesem Tag beobachteten hydrologischen Gegebenheiten dürften somit den durchschnittlichen Verhältnissen im Schmausenbuckgebiet nahe kommen.

An diesen zehn Messpunkten wurden zunächst die Bestimmungen der "Vor-Ort-Parameter" durchgeführt. Diese umfassen die Beobachtungen von:

Die Bestimmung der Vor-Ort-Parameter erfolgte mit WTW-Präzisionsmessgeräten unter Verwendung geeichter Elektroden. Die Messgeräte wurden unmittelbar vor dem Einsatz sowie im Tagesverlauf nachkalibriert.

Die Probennahme für die Laboranalysen erfolgte mittels horizontierter Schöpfproben. Zur Überführung der Wässer in das Labor wurden 1000 ml-Braunglasflaschen mit Schliffstopfen verwendet. Im Labor wurden die Wasserproben titrimetrisch und kolorimetrisch untersucht sowie BSB5- und CSB-Bestimmungen durchgeführt.

Die Laboranalysen umfassten die Bestimmungen von

Neben den "Vor-Ort-Parametern" sollen im Folgenden die Ergebnisse der -- für das Beobachtungsgebiet aussagekräftigsten -- Bestimmungen der titrimetrisch und kolorimetrisch durchgeführten Laboranalysen kurz vorgestellt werden.

9.1 Temperaturen der Grund- und Oberflächenwässer

Die Messungen der Quellwassertemperaturen der Buchenklinge (Bu 1) sowie des abströmenden Buchenklingenbaches (Bu 2), des Grundwassers im Betriebsbrunnen III des Tiergartens (BT), der Hutgrabenquellen (HQ 1 u. HQ 2) und des in W´ Richtung abfließenden Hutgrabenbaches (H 3 bis H 7) erbrachten unterschiedlich erscheinende Ergebnisse.

Messwerte der Wassertemperaturen in den Grund-, Quell- und Bachwässern im Schmausenbuckgebiet am 28.07.2009.

Die aus anmoorigen Lockersedimenten entspringenden Quellwässer des Hutgrabens (HQ 1 u. HQ 2) wiesen mit Temperaturen um +18°C starke Beeinflussungen durch Sonneneinstrahlung, Wärmefluss in den Bodensedimenten und atmosphärischen Wärmeeintrag auf. Die Oberflächentemperaturen des von diesen Quellbereichen nach W hin abströmenden Hutgraben zeigten mit +16,5°C bis +18,0°C der Jahreszeit entsprechende Werte, wobei der Temperaturverlauf dieses Vorfluters aufgrund seines Abflusses durch dichte Waldbestände zunächst einen Abfall von 2,7 K aufwies, weiter im W jedoch beim Durchströmen von Wiesen und nur locker bestandenen Waldarealen wieder eine Temperaturerhöhung um rund 2 K erfuhr.

Hingeben erbrachten die (wiederholt getätigten) Messungen des Quellwassers der Buchenklinge (Bu 1) eine überraschend hohe Temperatur von +11,0°C, welche um rund 3 K über den normalerweise im Nürnberger Gebiet beobachtbaren Grundwassertemperaturen betrug. Hier lag zunächst der Verdacht auf Zufluss von warmem Oberflächenwasser nahe. Jedoch ergaben die kurze Zeit später im Betriebsbrunnen III (BT) des Nürnberger Tiergartens durchgeführten Temperaturmessungen des - aus 25 m unter der Geländeoberkante entnommenen - Grundwassers einen nahezu identischen Wert von +11,1°C, so dass schlussendlich die Vermutung eines erhöhten geothermischen Gradienten im lokalen tektonischen Hebungsgebiet des Schmausenbucks nahe liegt.

9.2 spezifische elektrische Leitfähigkeit

Die Messwerte der spezifischen elektrischen Leitfähigkeit als Maß für die Gesamtheit der in einer Wasserprobe gelösten Elektrolyte wiesen in den Grund-, Quell- und Oberflächenwässern des Schmausenbuckgebiets eine relativ große Spannbreite von 59 µS/cm bis 288 µS/cm auf. Diese vergleichsweise geringen Werte zeigen nur geringe Gehalte an gelösten Stoffen an; im Vergleich hierzu sei das Nürnberger Trinkwasser mit Leitfähigkeitswerten um 450 µS/cm angeführt.

Messwerte der spez. elektr. Leitfähigkeiten in den Grund-, Quell- und Bachwässern im Schmausenbuckgebiet am 28.07.2009.

Im Schmausenbuckgebiet konnte der niedrigste Wert in der Quelle des S´ Bachzuflusses in den Hutgraben (HQ 2) mit 59 µS/cm beobachtet werden. Diese Tendenz ließ sich auch bei nahezu allen Probenahmestellen des Hutgrabens mit Messwerten von 73 µS/cm bis 79 µS/cm beobachten, was auf eine gute Wasserqualität dieses Oberflächengewässers hindeutet; lediglich im anmoorigen Gebiet NNE´ des Valznerweihers stiegen die Leitfähigkeitswerte des Hutgrabenwassers (H 7) geringfügig bis 180 µS/cm an. Das Quellwasser der Buchenklinge wies einen etwas höheren Wert von 154 µS/cm auf, welcher sich auch im Abstrom ihres kleinen Baches kaum veränderte. Der höchste LF-Wert mit 289 µS/cm konnte im - aus Unteren Burgsandstein zuströmenden - Grundwasser des Betriebsbrunnen III / Tiergarten Nbg. beobachtet werden, was wohl auf die geogene Ionenfracht der aus den Sandstein- und Lettenschichten gelösten Stoffe zurückgeführt werden darf.

9.3 Sauerstoffgehalt und Sauerstoffsättigung

Die Sauerstoffgehalte natürlicher Wässer sind überwiegend von den biochemischen Umsetzungsprozessen abhängig: Während es in Grundwässern oft als Folge von chemischen und physikalischen Prozessen zu einem Aufzehren des Sauerstoffs kommt, führt bei Oberflächengewässern vor allem der mikrobiologische Abbau von eingetragenen Wasserinhaltsstoffen zu einem Sauerstoffschwund. Die Sauerstoffsättigung des Wassers ist physikalisch von der Wassertemperatur abhängig: Kaltes Wasser kann mehr Sauerstoff aufnehmen als warmes Wasser. In praxi entscheidend ist somit die Sauerstoffsättigung (% bei Wassertemp.): Sie sollte in Oberflächenwässern hoch (>70 %) sein, bei schnell strömenden Fließgewässern kann infolge des Lufteintrages häufig eine Sauerstoffübersättigung beobachtet werden. In Wässern aus tiefen Aquiferen treten hingegen häufig geringe Sauerstoffsättigungswerte (<50 %) auf.

Messwerte der Sauerstoff-Gehalte sowie der Sauerstoff-Sättigungsgrade in den Grund-, Quell- und Bachwässern im Schmausenbuckgebiet am 28.07.2009.

Die relativ niedrigen Sauerstoffgehalte und die entsprechenden Sauerstoffsättigungsgrade der Quellwässer im Schmausenbuckgebiet sind typisch für Grundwässer aus tiefen Aquiferen; höhere Sauerstoffsättigungen würden bei den Grundwässern auf einen Zufluss von wenig filtrierten Oberflächenwasser hinweisen. Hingegen zeigten die Messwerte in den relativ langsam strömenden, mit Huminstoffen beladenen Oberflächengewässern mit zunehmender Entfernung von ihren Quellen eine starke Zunahme der O2-Gehalte infolge des Lufteintrages. Die vergleichsweise hohen Sauerstoffsättigungsgrade dieser Wässer deuten auf nur mäßig ausgeprägte O2-verbrauchende Abbauvorgänge in den Bachwässern hin.

9.4 pH-Werte und karbonataggressivere Kohlensäure

Die Gewässerflora und -fauna ist abhängig vom pH-Wert. So bevorzugen Süßwasserfische Wassermilieus zwischen pH=6,0 und pH=7,5 (KLEE 1998). Da viele Organismen auf ein spezifisches saures oder alkalisches Milieu angewiesen sind, können schon geringe Normabweichungen für die biologischen Vorgänge im Wasser von ausschlaggebender Bedeutung sein. In hydrochemischer Hinsicht wirkt sich der pH-Wert außerdem auf die Wasserlöslichkeit vieler Elemente aus. Die Trinkwassergrenzen liegen im Bereich von pH >6,5 bis pH <9,5.

Im Schmausenbuckgebiet bewegten sich die in den Grund- und Quellwässern beobachteten pH-Werte mit pH=3,1 bis pH = 4,5 durchweg im stark sauren bis sauren Bereich. Der pH-Wert von unbelastetem Grundwasser sollte im neutralen bzw. sehr schwach sauren oder alkalischen Bereich liegen. Je nach Art der eingebrachten Stoffe können sich die pH-Werte der Wässer jedoch deutlich verändern: In natürlichen Wässern wird der pH-Wert meist bedingt durch das Verhältnis zwischen gebundener und freier Kohlensäure; weiterhin kommen bei Oberflächengewässern in Moorgebieten noch erhöhte Gehalte an Huminsäuren hinzu.

Die Grundwässer der Burgsandstein-Aquifere im Nürnberger Becken enthalten häufig aggressive Kohlensäure in beträchtlicher Menge (BERGER 1979). Der hierdurch bedingte karbonat- und betonaggressive sowie metallangreifende Charakter der Grundwässer wurde erstmals von SPÖCKER (1964) erkannt und detailliert beschrieben: Als Hauptursachen für die betonzerstörenden Eigenschaften des Grundwassers konnte er einen relativ hohen Gehalt an aggressiver Kohlensäure (> 6 mg/L CO2) und an Huminsäuren feststellen. So weisen die überwiegend sauren Nürnberger Grundwässer in der Regel nur geringe Karbonathärten, jedoch hohe Gehalte an freiem CO2 auf.

Am Beobachtungstag erfolgte die Bestimmung der kalklösenden Kohlensäure in den Quellwässern des Schmausenbuckgebietes nach dem Verfahren zur "Beurteilung betonangreifender Wässer, Böden und Gase" nach DIN 4030: Hierbei wird in den Probewässern die Konzentration karbonataggressiverer Kohlensäure in mg/L CO2 empirisch bestimmt.

Für das aus dem Mittleren Burgsandstein entspringende Quellwasser der Buchenklinge (BU 1) ergab sich ein relativ hoher Gehalt an freiem Kohlendioxid von 65 mg/L. Das Grundwasser aus dem Unteren Burgsandstein des Betriebsbrunnens III des Tiergarten Nbg. wies einen geogen bedingten CO2-Gehalt von 15 mg/L auf. Der Spitzenwert wurde jedoch mit einem CO2-Gehalt von 194 mg/L im Quellwasser des Reh-/Hutgraben (HQ 1) bestimmt, wobei hier diese hohen Kohlendioxidgehalte nicht nur geogen verursacht sind, sondern auch zum Großteil den anmoorigen Böden des Quellbereichs entstammen. In der Bodenluft übersteigt der CO2-Gehalt die 0,038 Vol.-% der Atmosphäre beträchtlich: Werte zwischen dem 10- bis 100-fachen des in der Luft enthaltenen Kohlendioxids sind normal. Dieses CO2 ist in der bodennahen Luftschicht und im Boden selbst aufgrund der Zersetzung pflanzlicher und tierischer Reste durchschnittlich zu 5 Vol.-% enthalten ist. Das Quellwasser nimmt beim Durchsickern des Bodens somit ein Vielfaches an CO2 auf. BÖGLI (1978) konnte in einem humosen Boden auf 1650 m NN CO2-Gehalte bis 8,3 Vol.-% beobachten: Dies bedingt in einem +10°C warmen Wassers einen CO2-Gehalt von 19.500 mg/L, wovon 136 mg/L hydratisiert sind.

Die Frage nach der Herkunft der Kohlensäure in tiefen Grundwässern ist eng mit den Beziehungen dieser Wässer zum tektonischen Trennflächengefüge verbunden. Das dem - im Schmausenbuckgebiet rund 500 m unter der Erdoberfläche anstehenden - Grundgebirge entstammende Kohlendioxid findet über tektonische Trennflächen wie Störungen und tiefreichende Kluftscharen seinen Weg bis in die oberen Keuper-Aquifere. Der Aufstieg des CO2-Gases ist in den meisten Fällen stark gehemmt, da selbst tiefreichende Kluft- und Störungssysteme keine guten Wegsamkeiten bieten können. Auch die Ausbreitung durch die Kluft- und Porenräume der verschiedenen Aquifere und Aquicluden, die physikalische Lösung des CO2 im Grundwasser und dessen hierdurch aktiviertes Lösungsvermögen gegenüber mineralischen Stoffen vollzieht sich relativ langsam und räumlich beschränkt.

Auch aus dem E´ des Schmausenbucks liegenden Gebiet sind kohlendioxidreiche Grundwässer seit langem bekannt. So treten am W´ Ortsausgang von Rückersdorf (8 km ENE´ des Schmausenbucks) über dem Basisletten des Oberen Burgsandsteins zwei schwache Eisensäuerlinge aus (URLICHS 1968). In Rückersdorf selbst wurde um 1906 die "Isabellenquelle" als Mineralquelle genutzt; heute ist dieser Eisensäuerling jedoch vollständig in Vergessenheit geraten.

pH-Messwerte in den Grund-, Quell- und Bachwässern im Schmausenbuckgebiet am 28.07.2009.

Die in den Oberflächenwässern des Schmausenbuckgebiets (H 3 bis H 7 und Bu 2) beobachteten pH-Werte liegen durchweg im leicht sauren Bereich von pH=5,5 bis pH=6,8, was den natürlichen Verhältnissen der Bäche im Bereich der sandigen Lockersedimente im Nürnberger Becken entspricht.

9.5 Redoxpotentiale und rH-Werte

Das Redoxpotential beschreibt das Konzentrationsverhältnis von oxidierten und reduzierten Stoffen und damit die elektrochemischen Bedingungen im Wasser. Die Potentiale können zwischen +800 mV (stark oxidierendes Milieu) und -300 mV (stark reduzierendes Milieu) variieren. Hohes Potential herrscht im sauerstoffreichen Milieu vor, wobei das Wasser viele oxidierende Verbindungen wie Eisen- und Mangan-Oxide, Nitrat und Sulfat enthalten kann. Niedriges Potential weist auf Sauerstoffmangel hin sowie auf das Vorherrschen von reduzierenden Verbindungen wie Fe2+, Mn2+ oder von organischen Substanzen. Als pH-Wert unabhängiges Beurteilungskriterium für das Redoxvermögens eines Systems wird der rH-Wert herangezogen.

Werte der Redoxpotentiale sowie die rH-Werte in den Grund-, Quell- und Bachwässern im Schmausenbuckgebiet am 28.07.2009.

Die Redoxpotentiale wiesen sowohl in den Grund- und Quellwässern als auch in den Fließgewässern des Untersuchungsgebietes relativ hohe Werte von +380 mV bis +590 mV auf. Dies dürfte auf die hohen Gehalte an Kohlendioxid sowie an Huminsäuren zurückzuführen sein. Bezüglich der rH-Werte ließen sich die meisten Grund- und Oberflächenwässer im Schmausenbuckgebiet als "vorwiegend schwach oxidierend" charakterisieren; lediglich die aus anmoorigen Böden rinnende Quelle HQ 2 sowie das Wasser des Hutgrabens beim Amtmannsbrücklein sind - wohl aufgrund des hohen Gehalts am organischen Partikeln - als " indifferente Systeme" zu beurteilen.

9.6 Ammonium, Nitrit und Nitrat

Die Stickstoffverbindungen Ammonium, Nitrit und Nitrat gelten als Maß für die Stickstoffbelastung eines Grund- oder Oberflächenwassers. In fränkischen Grundwässern gelten Nitrat-Gehalte <10 mg/L im Allgemeinen als durch geogene Ursprünge bedingt, während Gehalte von 15 mg/L bis 50 mg/L bereits auf anthropogene Beeinflussung hindeuten. Unter natürlichen, anthropogen weitgehend unbeeinflussten Umweltbedingungen stammt ein Großteil des Stickstoffgehaltes im Boden aus dem Abbau pflanzlicher Eiweiße: So entsteht zunächst Ammonium, welches kurzfristig über das metastabile und vergleichsweise toxische Nitrit schließlich zu Nitrat oxidiert wird. Die Trinkwassergrenzwerte liegen für Ammonium bei 0,5 mg/L NH4+, für Nitrit bei 0,5 mg/L NO2 - und für Nitrat bei 50 mg/L NO3-.

Messwerte der Nitrat-, Nitrit- und Ammonium-Gehalte in den Grund-, Quell- und Bachwässern im Schmausenbuckgebiet am 28.07.2009.

Im Schmausenbuckgebiet konnten am 28.07.2009 im Quellwasser und im abströmenden Bachwasser der Buchenklinge Ammonium-Gehalte von 0,5 mg/L bzw. 0,3 mg/L beobachtet werden, während im Grundwasser des Betriebsbrunnen III / Tiergarten Nbg. kein NH4+ nachgewiesen werden konnte. In den Oberflächengewässern der Reh-/Hutgrabens betrugen die Ammonium-Fracht um 0,1 mg/L und zeigten eine noch nicht abgeschlossene, jedoch nur gering ausgebildete Nitrifikation beim Abbau der pflanzlichen Eiweiße an. Nitrit konnte an keinem Messpunkt beobachtet werden.

Geringe Nitrat-Gehalte von 3 mg/L bis 5 mg/L konnten im Hutgraben und im Buchenklingenbach nachgewiesen werden, zeigen aber eine relativ geringe Stickstoff-Grundbelastung der beiden Fließgewässer zu diesem Zeitpunkt an. Auch die geringen NO3--Gehalte in den Quellwässern deuten auf geogenen Ursprung hin.

9.7 Sulfat, Sulfit und Sulfid

Ähnlich wie das Ammonium und das Nitrat stehen die Schwefelverbindungen Sulfid, das metastabile Sulfit und das Sulfat entlang eines Sauerstoffgradienten in charakteristischen Verhältnissen zueinander, wobei unter aeroben Bedingungen das Sulfid meist völlig fehlt. Geogen bedingte Sulfat-Erhöhung kann beispielsweise durch Gipslinsen in Sedimentschichten verursacht sein, wobei das in den Gipsen und Anhydriten enthaltene Calciumsulfat als Quelle gilt. In fränkischen Grundwässern sind Sulfat-Gehalte um 20 mg/L meist geogenen Ursprungs, während höhere Gehalte >70 mg/L bereits auf anthropogene Beeinflussung hindeuten können: Ein derartiger Eintrag mag aus Bauschutt-Ablagerungen sowie aus sulfathaltigen Düngern und Spritzmitteln erfolgt sein. Der Trinkwassergrenzwert für Sulfat liegt bei 240 mg/L SO42-.

Messwerte der Sulfat, Sulfit- und Sulfid--Gehalte in den Grund-, Quell- und Bachwässern im Schmausenbuckgebiet am 28.07.2009.

Sowohl in den Grund- und Quellwässern des Schmausenbuckgebiets als auch in den Wässern des Reh-/Hutgrabens konnten relativ hohe Sulfatgehalte von 55 mg/L bis 120 mg/L festgestellt werden: Sie sind wohl großenteils geogen bedingt, auch deuten die in den Grund- und Bachwässern beobachteten, geringen Sulfitkonzentrationen von 0,6 mg/L bis 2,2 mg/L auf einen Aufstieg aus tieferen, anaeroben Grundwasserschichten hin. So enthält vor allem das Liegende der Burgsandsteine in einzelnen Schichtgliedern auch Calciumsulfat-Linsen. Das toxische, jedoch schnell oxidierbare Sulfid konnte hingegen an keinem der 10 Messpunkte beobachtet werden.

9.8 Eisen, Phosphat und Chlorid

In fränkischen Grundwässern mit niedrigen Sauerstoffgehalten und reduzierenden Milieu treten oft Eisen-Gehalte über 0,1 mg/L auf. Vor allem bei den eisenhaltigen Burgsandsteinen erfolgt schon bei der Passage der Grundwässer eine Fe-Aufnahme. Verstärkt wird dieser Vorgang durch kohlendioxidreiche Grundwässer, in welchen das Eisen als Eisenhydrogencarbonat transportiert wird.

In den Quell- und Fließgewässern des Reh-/Hutgrabens wurden hohe Fe-Gehalte von 2 mg/L bis 15 mg/L beobachtet, wobei die aus anmoorigen Lockersedimenten entspringende Quelle des S´ Bachzuflusses in den Hutgraben (HQ 2) den Spitzenwert aufwies; dies ist wohl durch den Zustrom eisenhaltiger Grundwässer bedingt. So erfolgt im Fränkischen Keuper bereits bei der Passage der Sickerwässer durch die eisenhaltigen Burgsandsteine eine Eisen-Aufnahme; vor allem die Grundwässer aus den unbedeckten Burgsandsteinen besitzen oftmals sehr geringe Sauerstoffgehalte und weisen vielerorts hohe Eisen- und Mangangehalte auf (Fe bis 17 mg/L, vgl. BERGER 1979). Das im sauerstoffarmen Grundwasser enthaltene zweiwertige Eisen ist besonders empfindlich gegen Luftzutritt, wobei es in dreiwertige Eisenverbindungen umgewandelt wird und aufgrund deren geringer Löslichkeit als bräunlichflockiges Fe3+-Oxyd-Hydrat ausfällt. Hierbei können auch in Spuren enthaltene Schwermetalle infolge Komplexbildung mit ausgefällt werden. Im Quellwasser der Buchenklinge betrugen hingegen die Fe-Gehalte lediglich 0,1 mg/L.

Messwerte der Eisen-, Phosphat- und Chlorid-Gehalte in den Grund-, Quell- und Bachwässern im Schmausenbuckgebiet am 28.07.2009.

Phosphat-Gehalte von <0,05 mg/L sind in Franken meist geogenen Ursprungs. Höhere Werte deuten i.a. auf anthropogene Beeinflussungen hin. Die Ursachen hierfür können z.B. in landwirtschaftlichem Gülle- sowie Kunstdüngeraustrag begründet sein. Die Trinkwassergrenze für Phosphat lag bis 2003 bei 6,7 mg/L PO43-; in der EG-TwR erscheint dieser Wasserparameter nicht mehr.

In den Bachwässern des Reh-/Hutgraben sowie im Quell- und im Bachwasser der Buchenklinge wurde an keiner Messstelle Phosphat nachgewiesen; ein geogener Eintrag aus den Grundwässern kann somit ausgeschlossen werden. Hingegen müssen die an den beiden Quellen HQ 1 und HQ 2 sowie im Grundwasser des Betriebsbrunnen III / Tiergarten Nbg. beobachteten, relativ hohen Phosphatgehalte von 0,1 mg/L bis 0,2 mg/L anthropogenen Einträgen zugeordnet werden.

Chloride zeigen im Allgemeinen hohe Salzbelastungen u.a. durch landwirtschaftliche Düngung und der winterlichen Salzstreuung von Straßen an. Hierbei ist jedoch zu berücksichtigen, dass hohe Chloridkonzentrationen im Grundwasser auch geogen verursacht sein können wie bei einigen natürlichen Mineralwässern. Generell gelten Chloridgehalte <10 mg/L in Franken meist durch "geogenen Background" bedingt. Gehalte von 15-50 mg/L deuten auf anthropogene Beeinflussung hin. Die Trinkwassergrenze für Chlorid liegt bei 250 mg/L.

Die Chlorid-Gehalte in den Quell- und Oberflächenwässern des Reh-/Hutgraben zeigten einen geogenen Background um 6 mg/L; lediglich der um das dreifache überhöhte Gehalt des Hutgraben-Bachwassers an der NNE-Ecke des Valznerweihers (H 7) wies mit 20 mg/L deutlich auf anthropoge Beeinflussung hin. Eine ähnliche, jedoch wesentlich schwächer ausgebildete Tendenz zeigten das Grundwasser des Betriebsbrunnen III / Tiergarten Nbg. sowie das Quell- und Bachwasser der Buchenklinge mit Chlorid-Gehalten von 10 mg/L bis 12 mg/L.

9.9 Gesamthärte und Karbonathärte

Die Gesamthärte ist definiert als die Summe aller Erdalkali-Ionen wie hauptsächlich Calcium und Magnesium. In wässriger Lösung sind diese "gepaart" mit Chloriden, Sulfaten, Carbonaten und anderen Anionen. Hingegen umfasst die Karbonathärte nur die Karbonate dieser Ionen, in der Regel ist sie also niedriger als die Gesamthärte. Allerdings kann bei relativ hohen Kohlensäuregehalten - wie in CO2-reichen Grundwässern - die Karbonatkonzentration die Summe der Erdalkali-lonen überschreiten: In diesem Fall wird die "scheinbare Karbonathärte" beobachtet, deren Wert jenen der Gesamthärte übersteigt.

Messwerte der Carbonat- und Gesamthärtegrade in den Grund-, Quell- und Bachwässern im Schmausenbuckgebiet am 28.07.2009.

Im Schmausenbuckgebiet zeichnen sich die Grundwässer aus den Burgsandsteinen überwiegend durch geringe Karbonathärten und ebenso geringe Gesamthärten aus. Während in den Quellwässern des Reh-/Hutgrabens sowie der Buchenklinge die Karbonathärten 0° dH betrugen, konnten an einigen Messstellen in den Fließgewässern zumindest geringe Karbonathärtegrade bis 3° dH beobachtet werden. Eine signifikante Ausnahme bildete das Grundwasser des Betriebsbrunnen III / Tiergarten Nbg. mit einer scheinbaren Karbonathärte von 9° dH, welche wohl auf den CO2-Gehalt dieses Wassers zurückzuführen ist.

Die geringen Wasserhärten in Quell- und Fließgewässern sind hauptsächlich geogen bedingt, wobei der Calciumhydrogenkarbonat-Eintrag aus den Basisletten der Burgsandsteine eine gewisse Rolle spielen mag. Insgesamt gesehen herrschen im Schmausenbuckgebiet überwiegend "sehr weiche" bis "weiche" Wässer vor.

9.10 Biologischer und chemischer Sauerstoffbedarf

Der BSB 5 (Biologischer Sauerstoff-Bedarf nach 5 Tagen) ist ein Beurteilungskriterium für den Grad der Belastung des Wassers mit organisch abbaubaren Substanzen. Von diesen Substanzen ernähren sich die im Gewässer lebenden Mikroorganismen, wobei die Kleinstlebewesen das Wasser reinigen. Die Menge der Mikroorganismen hängt im Wesentlichen vom Nährstoffangebot, also von der Wasserverschmutzung sowie vom Sauerstoffdargebot des Wassers ab. Jedes dieser Kleinstlebewesen benötigt zum Schadstoffabbau Sauerstoff: Bei der Reinigung von einem Liter eines häuslichen Abwassers verbrauchen diese Mikroorganismen mehrere hundert Milligramm Sauerstoff, bei Abwässern aus dem industriellen Bereich können es sogar Zehntausende Milligramm Sauerstoff sein.

Messwerte des CSB und BSB5 in den Grund-, Quell- und Bachwässern im Schmausenbuckgebiet am 28.07.2009.

Die Grund- und Quellwässer im Schmausenbuckgebiet wiesen überwiegend BSB 5-Werte von 0,9 mg/L O2 (BT) bis 4,7 mg/L O2 auf (HQ 1) und gelten somit als "unbelastet" bis "kritisch belastet"; eine Ausnahme bildete die aus anmoorigen Lockersedimenten entspringende Quelle des S´ Bachzuflusses in den Hutgraben (HQ 2) mit 32 mg/L O2, welche somit als "stark verschmutzt" einzustufen ist. Das Bachwasser des Reh-/Hutgrabens kann mit 2,6 mg/L O2 bis 5,0 mg/L O2 als "kritisch belastet" angesehen werden.

Der CSB KMnO4 liefert Informationen über den chemischen Sauerstoffbedarf und somit über die Gesamtbelastung eines Grund- oder Oberflächenwassers durch organische Substanzen. Allerdings sind mit dieser Methode nur 20 % bis 25 % der oxidierbaren organischen Stoffe nachweisbar: Weitgehend oxidiert werden Huminstoffe, Phenole und Kohlenhydrate, während z.B. Chlorkohlenwasserstoffe, Waschmittel und Alkohole hierbei nicht ermittelt werden.

Hohe Werte des CSB KMnO4 können (bei einer mächtigen Bodenzone oder bei Torfablagerungen) vorwiegend durch Huminsäuren bedingt sein. Weitere organische Wasser-Verunreinigungen mögen aus Haus- und Stall- Abwasserversickerungen, aus organischen Düngemitteln, aus Ablagerungen organischer Stoffe, aus Farb- und Lackresten, aus Öl- und Plastikrückständen sowie von Tierkadavern stammen. Bei Oberflächengewässern führt der Abbau von eingetragenen organischen Inhaltsstoffen oftmals zu einem Sauerstoffschwund, der so weit gehen kann, dass die Lebensmöglichkeiten z. B. für Fische nicht mehr gegeben sind. Da mit dem CSB auch biologisch nicht abbaubare Substanzen gemessen werden, ist der CSB-Wert einer Wasserprobe in der Regel höher als deren BSB 5 - Wert. Die Trinkwassergrenze des CSB KMnO4 liegt bei 5 mg/L O2.

Beim CSB waren am Beobachtungstag in den Quellwässern des Reh-/Hutgrabens sehr hohe Werte von 50 mg/L O2 bis 138 mg/L O2 zu verzeichnen: Sie gelten somit als "stark verschmutzt". Auch ihre abströmenden Bachwässer waren mit CSB-Gehalten von 10,6 mg/L O2 bis 19,7 mg/L O2 als "mäßig bis kritisch belastet" einzustufen. Hierbei ist jedoch anzumerken, dass sowohl die Quell- als auch die Fließgewässer des Reh-/Hutgrabensystems zwar relativ stark mit Organik belastet sind, wobei jedoch der Einfluss der anmoorigen Böden eine entscheidende Rolle spielt. Humushaltige Wässer wie beispielsweise Moorwässer können einen CSB KMnO4 -Verbrauch bis 100 mg/L O2 aufweisen; hier liegt eine natürliche Verunreinigung vor, die hygienisch ohne Bedeutung ist. Allerdings müssen aufgrund des beobachteten biologischen und chemischen Sauerstoffbedarfs (und in natura sicherlich auch permanenten O2-Verbrauchs) diese Quellen und Bäche in die Güteklasse II/III "kritisch belastet" eingestuft werden: Fließgewässer mit relativ hoher organischer Belastung und hohem Planktongehalt zehren ihren Sauerstoffgehalt nämlich häufig in kurzer Zeit auf. Das Quellwasser der Buchenklinge sowie das Grundwasser des Betriebsbrunnen III / Tiergarten Nbg. können hingegen mit CSB -Werten von 5,6 mg/L O2 bzw. 0,0 mg/L O2 als "gering belastet" bzw. "unbelastet" angesehen werden.

9.11 adsorbierbare organische Halogenverbindungen

Der AOX-Wert (adsorbierbare organische Halogenverbindungen) gilt als wichtiger Leitparameter für industrielle Abfälle. Er weist als Folge der heutigen breiten Anwendung von chlororganischen Verbindungen eine allgemeine Hintergrundbelastung von ca. 10 µg/L auf. Zur Bestimmung der AOX-Gehalte in den Grund- und Oberflächenwässern des Schmausenbuckgebietes wurde das coulometrische Verfahren gemäß DIN 38409 H 14 angewandt. Hier erfolgt die Bestimmung der organisch gebundenen Halogene über die Bindung der AOX an Aktivkohle, gefolgt von Verbrennung und anschließender elektrochemischer Titration.

Messwerte der AOX-Gehalte in den Grund-, Quell- und Bachwässern im Schmausenbuckgebiet am 28.07.2009.

Im Grundwasser des Betriebsbrunnen III / Tiergarten Nbg. sowie im Quellwasser der Buchenklinge konnte AOX lediglich im Wasser des Tiefbrunnens (BT) festgestellt werden, wobei der hier beobachtete Messwert von 10 µg/L AOX den "background" repräsentiert. Das Wasser der Buchenklinge (Bu 1) erwies sich von der anthropogenen Belastung durch chlororganische Verbindungen völlig unbeeinflusst, was für ihre Herkunft aus tiefen geologischen Schichten spricht. In ihrem nach N abströmenden Bachwasser stieg jedoch in der AOX-Gehalt bis zur Versickerungsstelle (Bu 2) auf 135 µg/L an: Diese Konzentration kann mit ziemlicher Sicherheit einer spezifischen Emissionsquelle geschuldet werden, wobei der Verdacht auf einen in der Talfüllung des Buchenklingenbaches verborgenen Kontaminationsherd nahe liegt.

In den Quell- und Oberflächenwässern des Reh-/Hutgrabens wurden AOX-Verbindungen in allen Wasserproben angetroffen. Hierbei ergab sich der Spitzenwert in dem aus anmoorigen Lockersedimenten entspringenden Quellwasser des S´ Bachzuflusses in den Hutgraben (HQ 2) mit 73 µg/L: Dies entspricht bereits einer deutlichen Wasserkontamination. Im weiteren Abstrom des Hutgrabens sanken die AOX-Gehalte des Bachwassers bis auf 30 µg/L ab, was sicherlich durch eine teilweise wirksame Adsorption und Anreicherung der organisch gebundenen Halogene an organische Substanzen in den anmoorigen Sedimenten der Talaue zurückzuführen ist und somit einer natürlichen Reinigung dieses Fließgewässers entspricht.

10 Dank

Der Verfasser bedankt sich herzlich bei Frau Antje LILL und Herrn Horst-Dieter FUHRMANN von den Bayerischen Staatsforsten/Forstbetrieb Nürnberg für die mehrmaligen, unkompliziert getätigten Genehmigungen zur Befahrung der Forstwege im Schmausenbuckgebiet. Herr Revierleiter Hans-Joachim ULRICH vom Forstamt Nürnberg sowie Herr ERNSTBERGER vom Tiergarten Nürnberg unterstützten jeweils tatkräftig die langwierigen Geländeerkundungen in den unwegsamen Waldgebieten des Schmausenbucks und halfen ortskundig beim Auffinden von Bohrungen und Quellaustritten; ihnen sei hiermit ausdrücklich gedankt.

Weiterhin möchte ich Herrn Dipl.-Geol. Udo KLEEBERGER (Wasserwirtschaftsamt Nürnberg) und Frau Dipl.-Geol. Gisela LÖHR (Umweltamt der Stadt Nürnberg) für grundlegende Hinweise und für die freundliche Überlassung von Bohrdaten danken. Auch Herrn Dipl.-Geol. Thomas PÜRNER (Landesaufnahme Geologie und Boden Ost des Bayerisches Landesamt für Umwelt/Marktredwitz) sei für die zuvorkommende Recherche und rasche Übermittlung von Bohrprofilen sehr herzlich gedankt.

Auch möchte sich der Verfasser bei Herrn Josef HELFRECHT (Museen der Stadt Nürnberg/Grafische Sammlung), bei Frau Dr. Wiltrud FISCHER-PACHE (Stadtarchiv Nürnberg) sowie dem Staatsarchiv Nürnberg für die freundlichen Genehmigungen zur Veröffentlichung der alten Karten und Kupferstiche bedanken.

Mein besonderer Dank gilt Frau Dr. Christina HOFMANN-RANDALL und Frau Sigrid KOHLMANN von der Handschriftenabteilung/Graphische Sammlung der Universitätsbibliothek Erlangen-Nürnberg für grundlegende Hinweise und ihre umfassende Hilfe bei der Recherche der Alt-Nürnberger Steinbruch-Studien und Zeichnungen von Albrecht DÜRER. Frau Jutta PUTSCHEW von der Kunsthalle Bremen/Kupferstichkabinett danke ich herzlich für die freundliche Abdruckgenehmigung und äußerst zeitnahe Überlassung eines Fotos der verschollenen Steinbruch-Zeichnung von DÜRER.

Schließlich schulde ich Frau Laborantin Melanie HERTEL und den sehr engagierten Studentinnen und Studenten des GeoZentrums Nordbayern der Universität Erlangen/Nürnberg für die Durchführung der titrimetrischen, kolorimetrischen und AOX-Wasseranalysen der Grund- und Oberflächenwässer im Schmausenbuckgebiet Nürnbergs meinen Dank.

at work!

11 Literaturverzeichnis

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* Dr. A. Baier; last Update: Mittwoch, 04. September 2013 21:06

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