Arheologi so med obnovami v cerkvi na zadnji strani kamnite plošče, ki meri 2,5 krat 1,5 metra, našli zaobljene ornamente, ki najverjetneje dokazujejo, da je bil kamen v srednjem veku najbrž del oltarja na častnem mestu v enem od najpomembnejših krščanskih svetišč na svetu.

"Tega zdaj ne morete več videti, ampak v kamen so bili včasih vdelani kosi dragocenega marmorja, stekla in dragih kamnov," je pojasnil Amit Re'em iz Izraelskega odbora za antikvitete, ki je raziskave vodil v sodelovanju z Iljo Berkovichem z Avstrijske akademije znanosti. "Bil je sijajen, res osupljiv artefakt."

Stroka je oltar uvrstila v t. i. kozmatski slog, ki združuje vplive klasične, bizantinske in zgodnje islamske umetnosti. Značilen je po vdelovanju barvitih delcev marmorja v izklesan kamen.
"Oltar je bil postavljen tako, da je pritegnil poglede vseh vernikov, vseh romarjev," je pojasnil Re'em. "Tik okrog njega in nad njim so visoki svečeniki opravljali vso liturgijo – verjetno kar na mizi tega oltarja."

Podobno okrašene oltarje so arheologi našli tudi v več cerkvah iz 12. in 13. stoletja v Rimu. Novoidentificirani artefakt v Jeruzalemu se ujema z dosedanjimi arheološkimi najdbami in z ohranjenimi pričanji romarjev: ta popisujejo, da so križarji cerkev posvetili leta 1149; takrat je bil postavljen tudi glavni oltar.

Pred oltarjem so katoliški duhovniki darovali maše, dokler križarski vitezi niso zapustili Jeruzalema, povzema Re'em. Pozneje ga je uporabljala Grška pravoslavna cerkev, dokler ni bil leta 1808 poškodovan v požaru. Takrat je bil oltar umaknjen v kot in pozabljen – vse do nedavnih renovacij.

Pravoslavni nadškof Aristarchos odobrava take in podobne arheološke raziskave v cerkvi. "Delo umetnikov, delo arheologov ... Vse to prispeva k veri, k prepričanju, da je to pravi kraj, kraj, kjer je Jezus Kristu križan in pokopan in kjer je nato vstal od mrtvih."