Ove son or le meraviglie tue O regno di Sicilia? Ove son quelle Chiare memorie, onde potevi altrui Mostrar per segni le grandezze antiche? (Dal Fazello - Storia di Sicilia, deca I,lib. VI,cap.I)

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L'esterno della cattedrale di Santa Maria Nuova, modificato nei secoli XVI e XVIII, nell'area absidale conserva intatta l'impronta normanna ed è ornato a vari disegni formanti una serie di archi di pietre bianche e nere con cerchi al di sotto, assai ben combinati e disposti tra loro.
L' edificio è il risultato della mescolanza delle maestranze e quindi degli stili che sono impegnati nella sua realizzazione. Normanne sono le due torri campanarie massicce che inquadrano la facciata, l'alta abside fiancheggiata dalle due absidiole, la pianta basilicale e quindi la struttura del duomo. Di chiara impronta islamica è invece la decorazione delle absidi delle quali si gode la vista migliore da via dell'Arcivescovado. Sempre su questa via si possono ancora vedere tracce dell'originario palazzo reale oggi inglobato nel palazzo arcivescovile.
L'edificio segue il modello delle grandi basiliche benedettine di provenienza cluniacense. La facciata, prospiciente una piazza quadrangolare, è stretta fra le due torri delle quali quella di sinistra rimasta incompiuta al primo ordine. Il decoro delle absidi è a tre ordini di arcatelle cieche ogivali di differente altezza che si intersecano sostenute da esili colonne su alti basamenti, mentre geometrie di pietra policrome (il colore dorato del calcare ed il nero della lava) sottolineano gli archi che incorniciano riquadri e rosoni a giochi di stelle di disegno sempre diverso evocando atmosfere arabeggianti.
Nella parte superiore della facciata, terminante con un basso timpano triangolare, si apre una monofora ogivale incorniciata appunto dalla decorazione ad archetti ciechi intrecciati fra di loro.
Il motivo viene ripreso anche sulla facciata, purtroppo parzialmente nascosta da un portico rifatto nel XVIII sec., in stile barocco, che si apre sull'esterno con tre archi a tutto sesto poggianti su colonne tuscaniche; al di sotto di esso, troneggia il bellissimo portale bronzeo, chiuso da due battenti bronzei risalenti al 1185 - 1186., opera di Bonanno Pisano (architetto e scultore a cui si deve anche la famosa torre di Pisa).
E' formato da 46 pannelli che narrano episodi dell'Antico e del Nuovo Testamento con un'economia di personaggi ed una stilizzazione che lo rendono sorprendentemente moderno, i due battenti sono racchiusi in una complessa cornice di pietra a fasce scolpite con disegni geometrici e racemi che racchiudono figurine di animali e uomini che si alternano a sottili strisce musive. Anche il portale bronzeo di Barisano da Trani che si apre sul fianco occidentale, sotto il portico cinquecentesco, è formato da pannelli in cui sono raffigurati tre episodi biblici, alcune scene di vite di santi e molti soggetti decorativi, ma l'esecuzione è più rigida, di impronta ancora bizantina, nonostante sia stato eseguito 4 anni più tardi. Nel 1542 il regio visitatore monsignor Francesco Vento documentava un atrio coperto di tegole. In seguito alle sollecitazioni del regio visitatore don Francesco del Pozzo risalente al 1583, per volontà dell'arcivescovo Ludovico II Torres, il portico fu riedificato e completato solo nel 1596.
Per inabilità dei maestri una gran parte crollò provocando non pochi danni all'antico mosaico delle pareti della controfacciata. La ricostruzione sotto la direzione del padre benedettino Paolo Catania iniziò nel 1631 e si concluse nel 1633. Il pittore monrealese Pietro Novelli fu incaricato di affrescare le pareti in muratura.
La notte di Natale del 1770 rovinò nuovamente, rimasero in piedi soltanto due colonne. Immediatamente l'arcivescovo Francesco Testa e i padri benedettini disposero i capitoli per bandire le gare di appalto. L'incarico fu affidato a mastro Benedetto Zerbo, su progetto di Antonino Romano coadiuvato da Ignazio Marabitti.
Caratteristica pec uliare dell'arte scultorea e architettonica normanna di Sicilia è il baton brises elementi scultorei architettonici a zig-zag di origine anglo-normanna presenti nella cattedrale di Monreale e ampiamente utilizzati in Inghilterra e in Sicilia sia in età normanna che in seguito.