Sovana-katedralen (Sankt Peter og Paul-katedralen) ligger i det område, hvor den etruskiske akropolis sandsynligvis lå, og blev bygget i det 10.-11. århundrede. Det er en af de vigtigste bygninger i romansk-gotisk stil i hele Toscana. Hovedindgangen til katedralen ligger i dag i venstre side, da bispehuset blev bygget på hovedfacaden i det 14. århundrede. Portalen har en rig og elegant skulpturel udsmykning, man kan genkende en bevæbnet ridder, en tohovedet havfrue, påfugle, livets træ, roser, løveprotomer og spiralfigurer. Kapitælerne på de indvendige søjler er alle dekoreret, men man holder sig til den næstsidste i den anden række til venstre, som viser scener fra Det Gamle Testamente, herunder Isaks ofring og Moses, der åbner vandet.I urnen på alteret i det venstre sideskib finder vi en relikvie, der sandsynligvis har tilhørt San Mamiliano kirken: "San Mamilianos urne", der indeholder helgenens rester. I katedralen finder man også en krypt med seks søjler, en døbefont fra 1434, den travertinsarkofag fra det 15. århundrede, som oprindeligt rummede San Mamilianos jordiske rester, nogle fresker og endelig finder man mange skulpturelle motiver, der repræsenterer symboler fra før den kristne tradition. Et særligt kendetegn ved Sovana-katedralen er helt sikkert dens astronomiske orientering: den 21. juni hvert år, hvis vejret tillader det, rammer morgensolens første stråle det apsidale spidsbuede vindue og projiceres gennem hele kirkeskibet på den modsatte væg, hvilket skaber et skuespil af sjælden skønhed; det samme fænomen gentager sig i den tidlige kristne krypt under den. Det betyder, at bygningens orientering (i forhold til sommersolhverv) ikke er i overensstemmelse med de middelalderlige regler, der blev dikteret af Romkirken (som ønskede, at apsis skulle vende mod øst), men i stedet følger de nordiske kulturers (keltisk-germanske og/eller langobardiske) kanoner. En løsning på mysteriet kunne dog være, at katedralen er knyttet til Johannes Døberens fest, som falder den 24. juni, kun tre dage efter sommersolhverv.
Top of the World