Bygeologi - Naturstein i bygninger
Bygeologi. Hørt uttrykket før? Ikke? Men at det finnes mye stein i byen er kjent. Og ikke bare på bakken. Til ulike tider har ulike bergarter vært benyttet som byggemateriale og som dekor på fasader, og hver periode har hatt sine favoritter. Vind og vær sliter naturlig på steinen, men i byen utsettes materialene også for sterk kjemi blant annet fra vaskemidler.
Tom Andersen er professor ved Institutt for geofag ved Universitetet i Oslo. Dette er del 1 i denne artikkelserien: Mineraler, bergarter og bygningsstein.
"Naturstein" er et litt merkelig begrep - all stein er jo naturprodukter. Men når steinen kommer i bruk i en bygning er det blitt vanlig å skjelne mellom bearbeidet, naturlig stein, og alle de forskjellige kunstproduktene fra tradisjonell teglstein til påstått vedlikeholdsfrie moteprodukter. Geologene, arkitektene og steinindustrien har litt forskjellig syn på dette med stein. Her ser vi på stein i bygninger med geologens utgangspunkt.
Mineraler og bergarter
Mineralene er selve byggesteinene i alle slags stein - eller i geologenes språkbruk: bergarter. Det finnes mer enn 4000 kjente mineraler på jorda, men bare en liten håndfull av dem er viktige i vanlige bergarter, og dermed i de bygningssteinene vi finner i byen. Geologens definisjon av et mineral er et fast stoff med en karakteristisk kjemisk sammensetning og krystallstruktur. Ser vi nøye på en steinvegg (bruk gjerne lupe!), vil vi se at steinen består av flere forskjellige typer krystaller. Dette er mineraler.
Bilde: "Eage red": Grovkornig granitt fra Finland. Bergarten består av rød feltspat, grå, glassaktig kvarts og svarte flak av biotitt. Kvartsinnholdet er godt over 20%. De største feltspatkrystallene er godt over 5 cm i tverrmål - dette er en ekstremt grovkorning, magmatisk dypbergart.
Bildet viser en meget grovkornig bergart som består av tre mineraler: Rød feltspat, grå, glassaktig kvartsog svarte flak av biotitt. Når feltspat og biotitt slås i stykker vil de bryte opp etter helt plane flater - spalteflater. Biotitt har en, og feltspat to slike spalteretninger. Kvarts mangler helt slike spalteflater, og ter seg mer som knust glass.
Feltspat, kvarts og biotitt er blant de vanligste mineralene i jordskorpa, og til sammen utgjør de bergarten granitt. Granitter er meget velegnede som fasadestein, og er derfor i utstrakt bruk. Denne spesielle varianten av granitt kommer fra Finland, og vi kan se den i fasader på Aker Brygge.
I prinsippet finnes det tre forskjellige grupper av bergartsdannende prosesser i naturen, og dermed tre store hovedgrupper av bergarter:
De magmatiske bergartene er dannet ved at en steinsmelte (et magma) kjøles av og krystalliserer. Dette kan skje i dypet (og gi opphav til dypbergarter, som gjerne er grovkrystalline), eller ved vulkanutbrudd på jordoverflaten. Andre bergarter dannes ved at sand, grus og leire avsettes i vann (som regel i havet), og gjennom lang tid herder til en fast bergart ved nokså lav temperatur.
Dette er sedimentære bergarter eller avsetningsbergarter. Viktige typer er sandstein og kalkstein. Sandstein er svært vanlig i fasader sørover i Europa, men vi har noen gode eksempler i Oslo også. Kalkstein er en sedimentær bergart dannnet ved at rester etter utallige skalldannende organismer har blitt avsatt i havet, og senere herdet til fast bergart. Både magmatiske og sedimentære bergarter kan bli utsatt for oppvarming og deformasjon dypt i fjellkjeder.
Dette gir opphav til metamorfe bergarter, som er den tredje, og kanskje mest komplekse hovedgruppen av bergarter. Viktige metamorfe bergarter i bygningssammenheng er gneis, kleberstein, marmor og forskjellige typer skifer.
De aller fleste bygningsstein som er brukt i Oslo er magmatiske bergarter, men en og annen metamorf bergart forekommer også - sokkeletasjen i Oslo Rådhus og flere flotte fasader av kleberstein er eksempler på dette. Og så har vi jo diverse typer av kalkstein, marmor og sandstein - disse blir tema for senere bidrag i denne serien.
Geologene navngir bergarter ut fra hvilke mineraler de inneholder. For eksempel skal en granitt inneholde minst 20 % kvarts, mens resten hovedsakelig består av feltspatmineraler. Steinindustrien og arkitektene vil ofte benytte andre typer av klassifikasjonssystemer, der de bergartenes fysiske egenskaper er det avgjørende. Dermed blir mange forskjellige bergarter kalt for "granitt" av steinindustrien, selv om de slett ikke er granitt for geologen.
Noen viktige typer av bygningsstein i Oslo
Bilde: Grefensyenitt og drammensgranitt. Grefsensyenitten (øverst til venstre) består av feltspatmineraler (grå og rosa) og små, svarte korn av biotitt. Drammensgranitten (nederst til høyre) inneholder i tillegg rikelig med gråhvit, glassaktig kvarts.
Bildet viser to viktige bygningsstein i Oslo: Grefsensyenitt og Drammensgranitt. Begge to er magmatiske dypbergarter, altså krystallisert fra en bergartssmelte, og begge hører til Oslofeltet, der de ble dannet for ca. 280 millioner år siden.
Grefsensyenitten er Oslos egen bygningsstein. Den er blitt brukt i utallige grunnmurer og kantstein over hele byen, men også i påkostede fasader, i søylene foran Universitetets midtbygning, og i Stortingsbygningen og løvene på Løvebakken.
Vi finner bergarten i et bredt belte fra Sognsvann til Gjelleråsen, hvor det tidligere var et utall steinbrudd. I dag er det bare ett brudd i drift, ved Bonkall øverst i Groruddalen. For geologen er Grefsensyenitten en syenitt, d.v.s. en magmatisk dypbergart som består av feltspatmineraler og som mangler kvarts, eller som bare har et ubetydelig innhold av dette mineralet. Men her kommer navneforvirringen inn: For arkitekter og steinindustrifolk er bergarten mest kjent som Grorudgranitt!
En granitt skal inneholde minst 20 % kvarts, som vi kjenner igjen som grå eller hvite korn som bryter opp omtrent som knust glass. Drammensgranitten er en grovkorning, rød granitt som overfladisk kan minne om Grefsensyenitten. Kvartsinnholdet er imidlertid helt karakteristisk for en granitt. Vi finner denne bergarten blant annet i Sjøfartsbygningen i Rådhusgata, Norges Banks hovedkvarter i samme gate, og i det tidligere Hovedpostkontoret.
I tillegg til Drammensgranitt finner vi flere andre granittyper i utstrakt bruk i Oslo: Den nokså finkorninge grå Iddefjordsgranitten, og den nesten kritthvite Trondhjemitten. Iddefjordsgranitt er brukt i en rekke praktbygg i Oslo gjennom hundre år, for eksempel i Nationaltheateret, Høyesteretts bygning, og i Oslos nyeste tinghus. For ikke å forglemme i Monolitten og skulpturene i Vigelandsparken. Trondhjemitt er brukt i Grand Hotell, Oslo Konserthus, NRKs bygninger på Marienlyst, og i den høye veggen på landsiden av Operaen.
Hva så med larvikitt?
Larvikitten er nylig kåret til Norges nasjonalstein, og det med god grunn. Bergarten forekommer ingen andre steder i verden enn i Oslofeltet, og verdifulle varianter av den finner vi bare i den sørlige delen av Vestfold, der det er utstrakt steinbruddsdrift i et belte mellom Tjølling og Langesundsfjorden.
Larvikitten er en kvartsfri magmatisk dypbergart som geologene vil kalle monzonitt. Bergarten har et karakteristisk fargespill som skyldes at feltspatmineralene er sammenvokst på en helt spesiell måte. Det finnes flere varianter av larvikitt, som selges under fantasifulle merkenavn som Blue Pearl, Emeral Pearl, Marina Pearl o.s.v.
Alle sammen består av feltspat og mindre mengder av de svarte, stenglige mineralene pyroksen og amfibol. Forskjellige varianter av larvikitt er brukt i et utall av butikkfasader, og i monumentale bygniner som Samtidsmuseet på Bankplassen og i Telegrafbygningen.
Men det finnes også en annen og langt mindre kjent Larvikittvariant som tidligere var i utstrakt bruk i Oslo: Den mursteinsrøde, grovkorninge Tønsbergitten. Dette var faktisk den første bergarten som ble tatt i bruk som bygningsstein på 1800-tallet, i Slottets grunnmur.
Vi finner den i flere store bygninger i kvadraturen: I Frimurerlosjens sokkeletasje, i Kirkegata 17 og i Prinsens gate 22, og i mange eldre butikkfasader sammen med vanlig larvikitt. Tønsbergitt forekommer bare i den østligste delen av larvikittbeltet i Vestfold, og den beste varianten finnes bare på øyene utenfor Tønsberg. Det mest kjente steinbruddet var på Vestre Bolærne, og der opphørte driften da Forsvaret tok over undre første verdenskrig. Dermed forsvant også Tønsbergitten som bygningsstein.
Bilde: Varisjoner i Larvikitt. Til venstre lys Larvikitt (Blue Pearl fra Tvedalen), i midten mørk Larvikitt (Emerlad Pearl fra Klåstad i Tjølling) og til høyre Tønsbergitt fra Bolærne - Larvikitt som er farget rød av finfordelt jernoksid.
Artikkelforfatteren kan kontaktes på: tom.andersen@geo.uio.no
Nyttige lenker:
