חוקרים חיברו באופן מדויק בין אירועים המופיעים בתנ"ך לממצאים ארכיאולוגיים שהתגלו בעיר דוד. כך, למשל, מהממצאים עולה שבניגוד להנחה שהייתה מקובלת במשך עשרות שנים, ולפיה חומת ירושלים המזרחית נבנתה בידי חזקיהו מלך יהודה, הרי שהמחקר עולה היא נבנתה בתקופה מוקדמת יותר של המלך עוזיהו. המחקר, שהתפרסם ב"רשומות האקדמיה הלאומית למדעים של ארה"ב" (PNAS), משנה חלק מהתפיסות שהיו מקובלות עד כה לגבי מפעלי הבנייה של ירושלים בימי מלכי יהודה. במחקר השתתפו חוקרים מרשות העתיקות, אוניברסיטת תל אביב ומכון ויצמן למדע. המחקר זכה כה לתמיכה של הקרן הלאומית למדע.
במסגרת המחקר החדש, החוקרים תיארכו במדויק את המבנים והחומות שנבנו בירושלים בתקופת בית המקדש הראשון ולזהות אזורים, שבהם התקיימה פעילות נרחבת בימיהם של מלכי יהודה. בכך, נוצרה הזדמנות לחבר בין התיאור התנ"כי של מפעלי הבנייה המלכותיים בירושלים, לבין מפעלי הבנייה שהתגלו בפועל בחפירות הארכיאולוגיות בעשרות השנים האחרונות בעיר דוד.
במחקר מוצגים מעל מאה תיארוכי פחמן 14, שנלקחו מארבעה שטחי חפירה שונים ברחבי עיר-דוד, במורדות המזרחיים והמערביים של העיר הקדומה. תאריכים אלו חושבו באמצעות לקיחת דגימות של ממצאים אורגניים כגון גרעיני ענבים, גלעיני תמרים, ואף שלד של עטלף שהתגלה באחד המבנים.
כל אלה עברו תהליך איפיון וניקוי במעבדות ולאחר הפיכתם לגרפיט הם הוכנסו לתוך מאיץ חלקיקים, שנע במהירות של 3,000 ק"מ לשנייה, והפריד את הפחמן 14 מתוך החומר האורגני. מדידת כמות הפחמן שהיה בחומר האורגני וחישובה יחד עם יתר המשתנים, איפשרו לחוקרים לתארך באופן מדויק ממצאים רבים בעיר דוד.
המחקר החדש הצליח לשפוך אור על אחת השאלות הדרמטיות שנמצאת כבר שנים במחלוקת מחקרית והיא נוגעת לסוגיית אופייה והיקפה של ירושלים בתקופת מלכותם של דוד ושלמה, ובתקופה שלאחר מכן. הממצאים מהמחקר החדש מלמדים שבירושלים התקיים בפרק זמן זה יישוב נרחב.
במסגרת המחקר הנוכחי, נעזרו חוקרות ממכון וויצמן למדע בטבעות עצים קדומים מאירופה כדי לייצר ציר זמן מדויק של תאריכים חד שנתיים, ממנו אפשר ללמוד במדויק על עליות וירידות באחוז הפחמן 14 באטמוספרה. התוספת הזו היא שאפשרה דיוק רב יותר בתארוך תקופות, שלרוב פחמן 14 אינו מספיק מדויק לגביהן, ובאופן הזה סייעה לשחזר לראשונה, באופן מדעי, את תולדותיה של ירושלים משנת 1200 לפני הספירה - טרום ימיהם של דוד ושלמה לפי התיאור המקראי, ועד לחורבן הבבלי, בשנת 586 לפני הספירה.
"לדגום את החומרים האורגניים מהאתרים הארכאולוגיים זה ממש לא מספיק, צריך להבין את ההקשר", הסבירה פרופ' אליזבטה בוארטו, ראשת היחידה לארכאולוגיה מדעית במכון ויצמן למדע את תהליך העבודה.
פרופ' בוארטו, שדגמה ממצאים בכמה אזורים בעיר דוד יחד עם ד"ר יוהנה רגב, הוסיפה: "אנחנו צריכות להבין כיצד נוצר האתר הארכאולוגי, כך שכשאנחנו דוגמות בשטח, יש לנו ביטחון בכך שהחומרים שאספנו היו שם כשהאתר נבנה ושאפשר לתארך באמצעותם את האתר עצמו. למשל, כאשר מצאנו כמות גדולה של זרעונים חרוכים - היינו צריכות להבין קודם כל היכן בדיוק הם נשרפו. אנחנו עושות זאת באמצעות שיטות שפיתחנו לאורך השנים, תוך שימוש במכשור מעבדתי מתקדם שגם מגיע איתנו לשטח".
פרופ' יובל גדות מהחוג לארכיאולוגיה באוניברסיטת תל אביב אמר: "המחקר החדש מאפשר לנו ללמוד על התפתחותה של העיר: עד כה נהגו מרבית החוקרים לקשור את צמיחתה של ירושלים לכיוון מערב, לתקופתו של המלך חזקיהו - רק לפני כ-2,700 שנים. ההנחה המקובלת עד היום הייתה שהעיר התרחבה בעקבות הגעתם של פליטים ממלכת ישראל שבצפון הארץ, לאחר ההגליה האשורית, אולם הממצאים החדשים מחזקים את הדעה שירושלים צמחה בגודלה והתפשטה לעבר הר ציון כבר במאה ה-9 לפני הספירה, בימיו של המלך יהואש, כמאה שנים לפני הגלות הגלות האשורית. לאור זאת, המחקר החדש מלמד שהתרחבותה של ירושלים היא תוצאה של צמיחה דמוגרפית פנים-יהודאית והתמסדות המערכות הפוליטיות והכלכליות".
עוד עולה מהמחקר החדש כי חומת ירושלים, שהתגלתה בכמה שטחי חפירה במורדות המזרחיים של עיר דוד, אף היא קדומה יותר לתיארוך שהיה נהוג עד היום. ד"ר ג'ו עוזיאל מרשות העתיקות אמר: "במשך עשרות שנים הניחו שחומה זו נבנתה בידי חזקיהו מלך יהודה, אך כעת מתברר שיש ליחסה כבר לימי המלך עוזיהו, כפי שאף מרומז במקרא: 'ויבן עוזיהו מגדלים בירושלים…. ויחזקם'". (דברי הימים ב', כ"ו, ט')
ד"ר עוזיאל הוסיף כי "עד היום, חוקרים רבים הניחו שהחומה נבנתה על ידי המלך חזקיהו בזמן מרידתו נגד סנחריב מלך אשור, בכדי להגן על ירושלים בעת המצור האשורי. כעת מתברר שהחומה בחלקה המזרחי, בשטח עיר דוד, נבנתה כבר קודם לכן, מעט אחרי רעידת האדמה הגדולה של ירושלים, וכחלק מחידוש הבניה במעלה המדרון, בתקופתו של המלך עוזיהו. אחרי בניית החומה ועד לחורבן הבבלי, המשיכה העיר לצמוח ולשגשג".
המחקר החדש מלמד על מבני פאר ומגורים שנבנו לראשונה במאה ה-8-9 לפני הספירה, והמשיכו לשמש ברציפות עד שנת 586 לפני הספירה, אז חוותה העיר חורבן אלים שבו הקיץ הקץ על ממלכת יהודה. פריצת הדרך שאפשרה להשתמש בפחמן 14 לתיארוך שכבות החורבן מ-586 לפני הספירה והרצפות הקדומות יותר, קשורה בשימוש בטבעות העצים הקדומות שסייעו לתארך לראשונה במדויק תקופות אלה, שעד כה נחשבו ל"חור שחור" בשימוש בפחמן 14.
המאמר החדש מצטרף לשורת מאמרים קודמים שמתארכים כולם יחד את ירושלים ב-4,000 השנים הראשונות לקיומה. החוקרים אמרו כי נראה שלאחר 150 שנות מחקר ארכיאולוגי בבירה, כעת מתקבלת תמונה שלמה ומדויקת יותר של ירושלים בתקופת ממלכת יהודה ובתקופות שקדמו לה.