Al vanaf het begin van onze jaartelling is in de stad Utrecht natuursteen gebruikt voor gebouwen, aangevoerd door de Romeinen via de Rijn. Een rondje rond de Domkerk is een reis door de tijd, langs een breed palet van kleurige gesteenten, afkomstig van vulkanen en oercontinenten.
De Romeinen wisten wel wat mooi en duurzaam was. Uit steengroeves, verspreid in Europa, werd tuf gehouwen, vulkanische verkitte as waarin fragmenten van in de lucht gestold magma nog zichtbaar zijn. Maar ook gesteente dat ooit als taaie lava in kraterpijpen uitkristalliseerde, zoals trachiet, was populair. Dominant in de Utrechtse monumenten is sedimentair gesteente: verharde kalk en zandkorrels, aangevoerd door rivieren, waarin soms de stromingsrichting van het water zelfs nog zichtbaar is.
Bontzandsteen is gevormd tijdens het vroege Trias, tussen 252 en 240 miljoen jaar geleden, direct na de Perm-Trias massa-extinctie. West-Europa lag toen op het oercontinent Pangea, in het hete binnenland waar een woestijnklimaat heerste. De donkerrode kleur van de steen is afkomstig van geoxideerd ijzer. Op de foto is de stromingsrichting van het water, dat de zandkorrels transporteerde, goed te zien door de driedimensionale aansnede.
Annemieke van RoekelHergebruik van bouwsteen
In Utrecht is al het natuursteen te zien dat traditioneel in Nederland is gebruikt, aanvankelijk voor Romeinse forten langs de Limes, de grens van het Romeinse Rijk, en voor de bouw van middeleeuwse kerken. Vaak werden de stenen opnieuw gebruikt, als oude kerken en torens werden afgebroken en nieuwe kerken werden gebouwd of oude gebouwen gerestaureerd moesten worden. Zo is de Domkerk voor een deel ook opgetrokken uit bouwstenen afkomstig van de oudere kerken die meer dan een millennium geleden op en in de nabijheid van het Domplein stonden.
Nederland deltaland
Voor natuursteen is Nederland vrijwel geheel afhankelijk van het buitenland, en dat is altijd al zo geweest. We zijn een land dat ligt in een delta, met hoofdzakelijk los zand, klei en grind aan het aardoppervlak. Hard gesteente uit oude geologische perioden ligt vrijwel nooit zo ondiep dat het ook winbaar is.
Niettemin is rotsig gesteente belangrijk voor de Nederlandse economie. Zo is het in historische tijden als bouwsteen populaire Bentheimer zandsteen in Nederland het reservoirgesteente van de olie die in Schoonebeek wordt gewonnen. Daar ligt het nog geen kilometer diep, terwijl dezelfde verkitte zandlagen van pure kwarts bij onze oosterburen aan het aardoppervlak liggen. Dat dit type zandsteen uit het Krijt olie en gas kan bevatten komt doordat het zowel poreus als permeabel is: de poriën staan in verbinding met elkaar zodat de olie kan stromen.
Een reis door de tijd
In het gebruik van natuursteen zit een logische opeenvolging die de geschiedenis weerspiegelt en ook een kijkje biedt in de geologische tijd. Het gebruik van tufsteen, verkitte vulkanische as die ooit met spectaculaire uitbarstingen van hoog-explosief magma uit vulkanen op het aardoppervlak terecht is gekomen, stopt als het Romeinse rijk ten einde komt.
Tijdelijk komt er dan een einde aan het gebruik van tufsteen, trachiet en zandsteen. Vanaf de tiende eeuw herwint natuursteen zijn populariteit. In Nederlandse bouwwerken wordt dan vanuit Duitsland veel Drachenfels trachiet gebruikt, een stollingsgesteente ontstaan uit stroperige lava in kraterpijpen. Diep in de kraterpijp zijn door een langzame afkoeling al kaliveldspaten uitgekristalliseerd, waarna het magma hogerop in de aardkorst sneller afkoelde. Door die snelle afkoeling werd de rest van de lava fijnkorrelig en liggen de grote, zogeheten fenokristen (centimeters grote kristallen) in een fijnkorrelige matrix in het gesteente.
Prehistorische riffen
Maar niet alleen Duitsland is voor Nederland een belangrijke land voor de import van natuursteen geweest. Ook België was populair, mede door de Maas als aanvoerroute. In de Ardennen werd in kalksteengroeven bij Namen gesteente gedolven dat geologische gezien veel ouder is dan het Duitse vulkanische gesteente. De Belgische kalksteenlagen zijn afkomstig uit zeer oude riffen, waar bacteriële organismen kalk hebben vastgelegd in ‘algenmatjes’. Het zijn levende fossielen want deze organismen zijn wereldwijd nog steeds actief, zij het niet zo massaal als tijdens het Carboon.
Stromatolieten in Namense kalksteen in de Domkerk (zuidzijde). Deze kalksteen is ontstaan tijdens de periode van massale rifvorming, tijdens het vroege Carboon, rond 350 miljoen jaar geleden. De gelaagdheid is veroorzaakt door de opeenvolging van algenmatten die kalk invangen, vaak opvallend horizontaal en gelijkmatig (links) Deze algen leefden al ver vóór de tijd van de Belgische riffen, en ook nog steeds in onze tijd, zie hieronder.
Annemieke van RoekelTufsteen, trachiet en de rode bontzandsteen zijn de oudste bouwstenen in de Domkerk. Enkele eeuwen daarna worden ook Belgische kalk- en zandsteen toegepast. Pas veel later, als naast vervoer via rivieren nieuwe transportmogelijkheden beschikbaar komen, wordt voor renovaties rond 1900 Engelse natuursteen geïmporteerd, zoals het in de Jura gevormde Portland kalksteen. Daarvan zijn fossielrijke bouwblokken in de Domtoren gebruikt. Portland is een schiereiland aan de Jurassic Coast, een beroemde kustlijn vanwege de opeenvolgende lagen die het hele Mesozoïcum bestrijken: van west naar oost: Trias, Jura en Krijt.
Schelpenfossielen uit de Jura in bouwblokken van Portland kalksteen in de Domtoren. De schelpen liggen horizontaal, met hun bolle kant naar boven. Voor geologen is dit fossielrijke gesteente een aanwijzing van een afzetting in ondiep water.
Annemieke van RoekelEen stukje Himalaya
Transportmogelijkheden bepalen nog steeds in belangrijke mate het aanbod van natuursteen, waarvan het gebruik inmiddels al veel breder is dan in oude tijden. Tegenwoordig gebruiken we natuursteen zelfs in onze woningen – vroeger een luxe – als aanrechtblad, betegeling etc. Dit is steeds betaalbaarder door concurrentie vanuit Azië, waar mensen voor weinig geld in groeves werken of het natuursteen bewerken.
Natuursteen uit de Himalaya
Annemieke van RoekelZo kan het voorkomen dat je een stuk Himalaya uit Tibet in je huis hebt liggen. Ook wordt kalksteen, dat in het centrum van Amsterdam sinds de zeventiende eeuw is gebruikt in grachtenpanden en bestrating, tegenwoordig ook uit China aangevoerd. Mooie Carboonfossielen zitten daar in dat geval niet in.