גאולוגים וארכאולוגים שונים סברו כי התוואי המפותל נוצר בעקבות התחקות חוצבי הנקבה אחר סדק קרסטי, ואולי אף אחר קילוח מים טבעי, שזרם ממעיין הגיחון עד מוצא הנקבה, וכך נתפרשה להם המילה "זדה" בכתובת השילוח, כאמור לעיל. תאוריה זו התערערה בעקבות מחקר גאולוגי חדש, המוכיח כי חוצבי הנקבה איתרו לכל היותר חללים מקומיים וחיברו ביניהם.
החוקרים רוני רייך ואלי שוקרון מסבירים את הפיתולים הרבים בתוואי הנקבה כסטייה מכוונת של החוצבים, במטרה להבטיח מפגש ביניהם: אילו חצבו בקו ישר, יכלו בקלות להחמיץ אלה את אלה, אולם חציבה של קבוצה אחת בניצב לרעותה מתחת לפני השטח יכולה להבטיח את המפגש המיוחל. הרב יואל בן נון פירש על פי זה את המילה "זדה" שבכתובת השילוח, על פי לשון המקרא, כסטייה מכוונת (בדומה ל"זדון" בעברית המודרנית): .
באשר לפיתול הדרומי הגדול, שאינו קשור כלל לעבודת שתי קבוצות החוצבים, מציעים רייך ושוקרון הסבר אחר ולפיו תכננו מהנדסי הנקבה בתחילה לחבר תעלה אחרת, המכונה "תעלה II הכנענית הקדומה", לבריכת השילוח. מדובר בתעלה החצובה ברובה בסלע, ועוברת עד ימינו לאורך המצוק המזרחי של גבעת עיר דוד, ממעיין הגיחון ועד תחתית עיר דוד. מאחר שחלקה הדרומי יותר של התעלה פורץ לא פעם את מצוק הסלע ונחשף לעין כול, מציעים רייך ושוקרון שהמהנדסים החליטו כי קטע זה ייובש, ומי התעלה יוזרמו מערבה תחת בתי עיר דוד בחלקה התחתון של הנקבה. תוכנית זו נזנחה בסופו של דבר מסיבות שאינן ידועות, ורק אז יצאה תוכנית שתי הקבוצות לפועל. באופן זה מסבירים רייך ושוקרון את הפיתול הדרומי, אך אין בידיהם הסבר מניח את הדעת לזה הצפוני, למעט הצורך להבטיח מפגש בין הקבוצות. כן מציעים השניים כי אופן התקדמות החוצבים לא היה על פי סדקים קרסטיים אלא על פי סדקים טקטוניים שנראו על פני השטח, תוך שיתוף פעולה עם אנשים שכיוונו אותם מפני השטח שמעליהם.
כל אחת מתאוריות אלו סובלת מקשיי היגיון והוכחה (ראו במראי המקום), ולמעשה קשה מאוד לקבוע מהי הסיבה לפיתולים הגדולים. עם זאת, מקובל על רוב החוקרים כי הפיתולים הקטנים סביב נקודת המפגש של שתי הקבוצות הם כתוצאה מניסיונות החוצבים לאתר אלה את אלה מתחת לפני האדמה.
תיארוך הנקבה.
תיארוך מקראי.
רוב החוקרים מייחסים את מפעל חציבת נקבת השילוח למלך חזקיהו, מאחרוני שושלת מלכי בית דוד, וזאת בשל הסיפור המקראי המייחס לו מפעל מים רב חשיבות: בשנת 701 לפנה"ס הצטרף חזקיהו למרד מיסים נרחב נגד סנחריב מלך אשור. סנחריב מיהר לפעול נגד המורדים ויצא למלחמה בראש צבא של כ-200,000 איש. חזקיהו, שצפה את מסע המלחמה, הכין את ירושלים בירתו לקראת מצור ממושך. בספר דברי הימים מסופר כי המלך תיקן את כל פרצות החומה וביצר את העיר: . כדי להבטיח שצבא האויב לא ייהנה ממי מעיין הגיחון הנובע מחוץ לחומה, הורה חזקיהו לחסום את מוצאו, ולהעביר את מימיו פנימה לתוך העיר, כמתואר שם:
מקור נוסף המתאר את מפעל המים של חזקיהו הוא ספר ישעיהו: . הביטוי "בין החומותיים" מתאים לתיאור ירושלים בימי חזקיהו, אחרי התרחבות העיר מערבה: לירושלים היו אז שתי חומות זו בתוך זו, אחת קצרה שהקיפה את עיר דוד בלבד ואחת ארוכה שהקיפה את העיר כולה, כולל את גיא הטירופיאון.
עדות נוספת למפעל המים של חזקיהו מופיע בסיכום קורות המלך בספר מלכים: על פי פסוק זה, אם אכן יש זהות בין התעלה ובין הנקבה, הייתה הנקבה מפעל כה חשוב, עד כי הדבר צוין בספר ההיסטוריה הרשמי של מלכי יהודה. ספר בן סירא, שנכתב באמצע תקופת בית שני, מספר אף הוא על מפעלו של חזקיהו במילים: (בן סירא מח, כב, מהדורת סגל עמ' שלג).
מסע המלחמה של סנחריב נחל הצלחה כבירה בדיכוי המרד, וערים פיניקיות רבות נפלו בידו, כמו גם ערים רבות בארץ ישראל. חזקיהו נכנע, שילם את מסיו, ואף הוסיף פיצוי כספי כבד, אך סנחריב התעקש להחריב את ירושלים ולהעניש את מלכהּ. במסעו זה נכשל סנחריב, וצבאו ניגף באופן נסי, כפי שחזה הנביא ישעיהו: . למרות הצלת ירושלים נתפסה סתימת מעיין הגיחון בעיני חז"ל כפעולה שלילית, כמתואר במשנה: .
כאמור, במקרא מוזכרת המילה "תעלה" (אשר בדרך כלל מציינת זרימה במקום פתוח) ולא נקבה, ולמעשה לא מצוין כלל כיצד העביר חזקיהו את מי הגיחון ממוצא המעיין אל הבריכה. הטקסט המקראי מלמד רק כי חזקיהו סתם את מוצא המעיין ו"יישר" את מימיו מערבה. עם זאת, לא ניתן להעלות על הדעת כל דרך אחרת להעברת המים בכוח הכבידה מן הקדרון לטירופיאון, אלא באמצעות נקבה חצובה מתחת לבתי העיר, בעומק סלע האם. כל תעלה פתוחה חייבת הייתה להקיף את גבעת עיר דוד לאורך המצוק המזרחי והדרומי, מחוץ לחומת העיר שעברה שם. לפיכך, קיומה של נקבה עתיקה בתוואי מדויק ממוצא מעיין הגיחון אל בריכה ממערב לעיר דוד תואם את התיאור המקראי ומאפשר לזהותה כמפעל המים של חזקיהו.
תיארוך אפיגרפי.
בדיקה אפיגרפית של כתובת השילוח, שהסתמכה על השוואת סגנון האותיות ולשון הכתובת לטקסטים אחרים בני התקופה, איששה את הסברה שהיא נכתבה על ידי יהודים בזמן שלטונו של חזקיהו. למרות זאת, מאמר שהתפרסם בכתב העת "Biblical Archeologist" בשנת 1996 הטיל ספק בתיארוך האפיגרפי של כתובת השילוח. בהסתמך על בדיקה של מאפייני הכתובת טענו מחברי המאמר כי הנקבה נחצבה כ-500 שנה אחרי חזקיהו, בתקופה ההלניסטית, ולפיכך יש לתארך את הנקבה לתקופה זו. את הטקסט המקראי הם טענו כי יש לייחס ככל הנראה למפעל מים אחר, שסיפק מים ממעיין הגיחון לירושלים דרך מערכת מנהרות ופיר.
תיארוך על פי השוואת ממצאים.
בנקבת השילוח לא נתגלו כל ממצאים ארכאלוגיים מתקופות קדומות, בדמות חרסים או מטבעות. הדבר מובן, בהתחשב בכך שמדובר במפעל מים, שאיש לא אמור להלך בו לאחר התקנתו, וכן בשל זרימת המים, שבוודאי שטפו כל דבר שהושאר במקום, אם היה כזה. עם זאת, אופי חציבת הנקבה ניכר לעין בדפנותיה, ומעיד על סוג כלי העבודה שהיה בידי החוצבים ועל שיטת עבודתם. חציבה זו דומה מאוד למפעלי מים מתקופת בית ראשון, כמו בגבעון, מגידו ואחרים, דבר המסייע לתארך את הנקבה לתקופה זו על פי הטכנולוגיה הדומה. יתרה מזו, חפירות שהתבצעו בשנת 2011 בפתח הצפוני של נקבת השילוח מצאו שכבת מילוי ובה חרסים המתוארכים בין סוף המאה ה-9 לראשית המאה ה-8 לפנה"ס. שכבת המילוי חסמה את הכניסה לנקבה. לאור זאת, קיים קושי לקשור את חציבת הנקבה לחזקיהו, אשר חי בסוף המאה ה-8 לפנה"ס.
תיארוך רדיומטרי.
בשנת 2003 נערכה לראשונה בדיקת תיארוך רדיומטרי בנקבת השילוח, במטרה לתארך את חציבתה באופן המדויק ביותר לתקופה היסטורית מוגדרת. הבדיקה שנערכה בידי חוקרים מהאוניברסיטה העברית ומאוניברסיטת רדינג שבאנגליה, מבוססת על מדידת דעיכה של איזוטופים רדיואקטיביים, דבר המשמש מעין שעון לקביעת גיל. החוקרים בדקו שני מרכיבים שונים בנקבה, שאינם תלויים זה בזה, כדי להצליב את התוצאות ולהגיע לתארוך המדויק ביותר: הבדיקה הראשונה הייתה תיארוך של האיזוטופ פחמן 14, המאפשרת תיארוך מדויק של חומר אורגני. במקרה זה, נבדקו חלקי צמחים שעורבבו בטיח שעל דפנות הנקבה ורצפתה למניעת חלחול. הבדיקה השנייה התייחסה לנטיפים שנוצרו בנקבה לאחר חציבתה, וזאת באמצעות מדידת קצב הדעיכה של האיזוטופ אורניום 234 בנטיפים (בדומה לתיארוך אורניום-תוריום). שתי הבדיקות העלו כי הנקבה נחצבה בוודאות בין 800 ל-600 לפנה"ס, כלומר בתקופה המכילה את ימי שלטון חזקיהו.
אם כן, השוואה בין כל שיטות התיארוך מצביעה, אפוא, על מחלוקת לגבי מועד חציבת נקבת השילוח. על כך נוספים גם טיעונים נוספים המטילים ספק לגבי הקשר בין חזקיהו והנקבה. הארכאולוג דוד אוסישקין, למשל, טוען כי הנקבה אכן נחצבה על ידי חזקיהו, אך לא כהכנה למצור, אלא כחלק מאספקת המים להשקיית 'גן המלך' שבמורדות עיר דוד. יהושע עציון, הגורס כי שיטת התארוך הכללית בארץ שגויה מיסודה, דוחה מכל וכל את ייחוס הנקבה לחזקיהו, וטוען כי פעולתו ההיסטורית של חזקיהו לקראת המצור התקיימה במערב העיר, באזור בריכת ממילא ובריכת חזקיהו של ימינו, המתוארכות על פי שאר החוקרים לתקופת בית שני.
שם הנקבה.
'שילוח' הוא כינוי תנ"כי, המופיע לראשונה אצל הנביא ישעיהו, בן דורו של חזקיהו. הנביא גער בעם ובישר על עונשו . שם זה ביטא ככל הנראה את פעולת שליחת המים ממעיין הגיחון אל בריכת האגירה בתחתית עיר דוד, או שהוא קשור לסוג חקלאות השלחין באזור, שהושתתה על תעלות השקיה (ראו ).
נראה כי השם דבק כבר אז בבריכת האגירה, שנקראה 'בריכת השילוח', כמופיע אצל נחמיה במסע הלילי שערך בירושלים לאחר שיבת ציון: . ההקשר הגאוגרפי, הכולל את גן המלך ומדרגות היורדות לעיר דוד, מחזק את ההשערה כי מדובר בבריכה ששכנה בתחתית עיר דוד. נחמיה אף תיאר את מהלך מסעו באותו אזור: . ניתן אפוא אולי לזהות בין בריכת השילוח ובין בריכת המלך, בהנחה שזו הייתה מוכרת כמפעל של חזקיהו.
המילה 'שילוח' התגלגלה לערבית, וזהו מקור שמו של הכפר סילואן, השוכן באזור במאות השנים האחרונות. בשל כך, כאשר הקימו יהודי תימן את יישובם בתחומי הכפר הערבי בשלהי המאה ה-19, הם בחרו לכנותו 'כפר השילוח'.
הנקבה לאורך התקופות.
תקופת בית שני.
נקבת השילוח הייתה ידועה עד סוף תקופת בית ראשון. לעומת זאת, היהודים ששבו לירושלים לאחר גלות בבל זיהו אמנם את בריכת השילוח (כמוכח ב), אך לא ידעו על קיומה של הנקבה, שכן לא קישרו בין מעיין הגיחון ובין שפך הנקבה, וסברו כי מדובר בשני מעיינות שונים. יוסף בן מתתיהו, למשל, עשה שימוש רב במונח "מעיין השילוח", למשל: . מקור נוסף, המעיד כי יושבי ירושלים ראו בשפך הנקבה מעיין שכבה, מובא בתוספתא (מסכת ערכין, פרק ב, הלכה ו'), בה מספר רבן שמעון בן גמליאל: