בשנים 1923–1925 חפרה בעיר דוד משלחת בראשותו של ארכאולוג בריטי אחר – רוברט מקאליסטֶר (בשיתוף גארו דַנְקֶן). משלחת זו חשפה ביצורים בראשו של מה שידוע כיום כשטח G (*), וייחסה אותם לתקופת הברונזה. לפי ממצאיו של מקאליסטר, חומת העיר עברה גבוה במדרון – מעל פתח הכניסה למערכת פיר וורן.
בשלב זה, נראָה כאילו מערכת פיר וורן לא יכלה למלא את תפקידה, שכן גם פתח הכניסה למערכת נמצא מחוץ לחומות העיר. אי-הבהירות הזו נפתרה בראשית שנות השישים, אז התגלתה במקום נמוך יותר במדרון חומת קֶנְיוֹן, שאותה הזכרנו קודם לכן. חומת קניון כוללת את פתח הכניסה למערכת פיר וורן בתחומי העיר, אך אינה כוללת את המעיין עצמו. בעקבות הגילוי הזה תוארכה החומה שמקאליסטר ודנקן מצאו בראש שטח G (*) רק לימי הבית השני.
בשנים 1979–1981 נחקרה ונוקתה מערכת פיר וורן בידי משלחת חפירות ישראלית בראשות הארכאולוג יגאל שילה. מסקנתה של משלחת שילה הייתה שהמערכת מבוססת על חללים קַרְסְטִיים טבעיים. תושבי העיר הכירו את החללים הללו, וקישרו ביניהם באמצעות חציבת מנהרות. בלב המערכת עמד פיר וורן, שאפשר את שאיבת המים דרכו.
משלחת שילה לא הצליחה למצוא דרך לתארך ישירות את המערכת, בין השאר בגלל החפירות הקודמות בשטח, ועל כן תִּאֲרכה אותה באופן עקיף לתקופת המלוכה (ימי הבית הראשון). לדעתה של משלחת שילה, מערכת פיר וורן כלל לא הייתה קיימת בתקופת הברונזה.
בקביעת תִּאֲרוּךְ זה התבסס יגאל שילה על כך שמפעלים דומים שנמצאו במגידו ובחצור – עריה הגדולות והחשובות של ארץ כנען בתקופת הברונזה והברזל – תוארכו רק לתקופת המלוכה. לדעתו, לא יכול להיות שבעיר קטנה ושולית כמו ירושלים היה קיים מפעל משוכלל כזה לפני שהיה קיים בערים הגדולות והחשובות. כאמור, הבעיה הביטחונית המרכזית במערכת פיר וורן הייתה שמי המעיין נבעו מחוץ לעיר, מה שסיפק מים לאויב הצר עליה, ועשוי היה לאפשר לו לפגוע במים המגיעים לתושביה.
לדעתו של יגאל שילה, בעיה זו נפתרה רק בתקופה מאוחרת יותר, עם חציבת נִקְבַּת חזקיהו (*), שהעבירה את כל מי המעיין אל בריכה שנמצאה בין החומות.
בשנים 1995–2010 נחפר ונחקר אזור המעיין ומערכת פיר וורן בידי הארכאולוגים רוני רייך ואלי שוקרון. ממצאיהם של רייך ושוקרון חוללו שינוי רב בתפיסתנו את שאלת ההגנה על המים בירושלים הקדומה. רייך ושוקרון הבחינו בשני חלקים של המנהרה היורדת אל ראשו של פיר וורן:
- מנהרה משופעת בתלילות (ג בחתך);
- מנהרה בעלת שיפוע מתון, המתחילה לאחר קטע אנכי במנהרה העליונה (ד בחתך).
רייך ושוקרון תהו מדוע חלקה השני של מנהרה זו נחצב כך שתקרתו ישרה, אך רצפתו יורדת בשיפוע. הרי אין צורך בתקרה גבוהה כל כך, בעיקר אם בחלקים אחרים של המנהרה התקרה נמוכה יותר. תמיהה זו גוברת כאשר בודקים את שכבות הסלע. מתברר כי בעוד שחלקה הראשון של המנהרה חצוב בתוך שכבות סלע המֶלֶכֶּה, הקל לחציבה, הרי שחלקה התחתון של המנהרה חצוב בתוך סלע קשה לחציבה מסוג מִיזִי-אֲחְמָר.
אין ספק שחציבת נפח גדול כל כך של סלע קשה עלתה במאמצים מרובים. אם הכוונה הייתה רק להגיע לראשו של פיר וורן, שהוא לב המערכת על פי השקפתו של יגאל שילה, היה אפשר לחצוב את הרצפה במקביל לתקרה בתוך שכבת המֶלֶכֶּה, הקלה לחציבה; רק כאשר הייתה המנהרה מגיעה מעל פיר וורן היה אפשר לקדוח ברצפה כדי להגיע לראשו של הפיר – זו עבודה קלה בהרבה מההנמכה האלכסונית של הרצפה. לפיכך, קשה לראות בפיר וורן את ליבה של המערכת.
בדיקות נוספות הראו שמעל ראשו של הפיר נמצאת מנהרה נוספת, שנמשכת לכיוון דרום (ו בחתך). מנהרה זו חצובה כולה בסלע מֶלֶכֶּה, הקל לחציבה. תקרתה היא המשך התקרה של המנהרה היורדת אל הפיר, ורצפתה תואמת את תחילת הקטע שבו המנהרה מתחילה להיעשות נמוכה יותר. ממצאים אלה הביאו את רייך ושוקרון למחשבה שמנהרה זו היא המשכה של חלקה השני של המנהרה היורדת אל פיר וורן.
על פי ממצאים אלה זוהו במנהרה שני שלבים:
- שלב המנהרה האופקית, שבו נמשכה המנהרה מעל ראשו של פיר וורן (כנראה בלי שחוצביה ידעו על קיומו). שלב זה יתואר כאן;
- שלב שבו הונמכה הרצפה של המנהרה עד לראשו של פיר וורן, ואולי אפילו מעבר לו. שלב זה יתואר בהמשך הספר.
דיון בשלב הראשון של מערכת פיר וורן – שלב המנהרה האופקית – מעלה את השאלה לשם מה נחצבה המנהרה. כדי לחפש תשובה לשאלה זו, נצטרך לבדוק את ממצאי החפירות באזור המעיין.
