Para conocer la secuencia temporal en el que estos poblados estuvieron activos, realizamos una serie de sondeos arqueológicos destinados a conocer las distintas fases constructivas del yacimiento. Al mismo tiempo, recuperamos el material arqueológico asociado a los niveles de ocupación. Se trata principalmente de fragmentos de cerámica y pocos de metal. Este material es fundamental para fechar las estructuras arquitectónicas y los niveles de ocupación, abandono o destrucción del yacimiento. Su metodología de estudio es muy específica requiriendo el lavado, clasificación y estudio para fechar el momento de su fabricación y, con ello, el de los edificios a los que estaban asociados.

También podemos fechar la materia orgánica con técnicas como el Carbono 14 que data el momento en que un organismo vivo dejó de existir y es una ayuda inestimable para fechar las distintas etapas de la población.

Paralelo a este trabajo es imprescindible el estudio de las fuentes escritas que nos hablan de los acontecimientos históricos que afectaron a la zona de estudio y en particular al lugar de Cuatrovitas.

El estudio de los restos humanos excavados alrededor de la ermita, documentados mediante técnicas de antropología arqueológica forense nos ofrece información sobre los rasgos físicos de los habitantes de Cuatrovitas, ya que nos informan de su altura, aspecto físico e incluso de su origen racial. También ofrece datos sobre la fecha de la muerte, sus condiciones de vida, si tuvieron una buena alimentación o sufrieron desnutrición, el tipo de enfermedades o lesiones que sufrieron, a qué actividades se dedicaron y de qué y a qué edad murieron.

Estudios más avanzados, como el análisis de isótopos estables, nos informan de la dieta de estos esqueletos, si era de origen vegetal, o de origen animal y si estos animales eran fauna doméstica o salvaje (de caza o de pesca). Los análisis de isotopos estables nos permite también saber el origen geográfico de esa persona, si había nacido allí o había migrado de otro lugar.

Aunque en este proyecto no está contemplado por el momento , el análisis de ADN podría proporcionar datos de interés sobre las características físicas de las personas que allí vivieron, su parentesco y origen de estas poblaciones.

Las poblaciones dedicadas a la agricultura eran muy sensibles a los cambios del clima, al régimen de lluvias y temperaturas. Para tener información sobre el clima del pasado, acudiremos a la información que, de nuevo, nos facilita el estudio de los pólenes de las plantas. El tipo de plantas, sobre todo las silvestres, nos facilita las temperaturas y el régimen de lluvias del momento concreto estudiado, también la fauna es un indicativo climático.

El estudio geomorfológico y geológico aplicado a estos momentos concretos de la Edad Media también nos habla de la modificaciones que sufrió el paisaje, del régimen de los ríos y arroyos, de la cantidad de lluvias y de las temperaturas.

La reconstrucción del paisaje y cómo fue cambiando en los siglos que estudiamos es fundamental para saber cómo vivieron los antiguos pobladores de Cuatrovitas y su entorno.

Este dato es importante para conocer la densidad de población del entorno de Cuatrovitas y cómo se explotaba. La metodología empleada para conocer esta cuestión es la prospección arqueológica superficial, que consiste en recorrer sistemáticamente todas las parcelas del territorio definido, en nuestro caso 25 km² alrededor de Cuatrovitas y comprobar la existencia de poblados coetáneos al yacimiento, hoy ya abandonados y que llamamos despoblados. Su detección es posible gracias al hallazgo de restos de cerámicas, ladrillos y otros materiales de construcción o del ajuar doméstico, en la superficie. En ocasiones se conservan silos, albercas e incluso el arranque de muros. En estos casos se comprueba la extensión que ocupan estos restos y se toman muestras de materiales arqueológicos (sobre todo cerámica) que ayudan a identificar y fechar el despoblado en cuestión.

Es también imprescindible la consulta de las fuentes escritas existentes tanto editadas como en los archivos, que nos aportan datos valiosos sobre la toponimia (los nombres de lugar) de estas poblaciones y sus avatares históricos.

La conclusión provisional que podemos adelantar en este momento nos habla de un espacio densamente poblado en época islámica, tanto por el tamaño como por el número de poblados por lo que nos encontramos con una zona muy poblada en época andalusí que tiene un uso intensivo de la tierra especializado en la producción de olivar e higueral.

Un capítulo especial merece el estudio de la ermita para conocer cuándo fue construida y cuál era su función, cómo fue en sus principios y su evolución a través del tiempo hasta encontrarse como la vemos hoy.

Para su estudio hemos empleado técnicas especiales. Se ha realizado un levantamiento planimétrico tridimensional con escáner láser de tal manera que cada centímetro cuadrado está recogido con un altísima precisión lo que nos permite estudiar el edificio al milímetro.

Para conocer lo que hay bajo el suelo, se ha procedido a realizar una prospección mediante georradar y se han realizado varios sondeos arqueológicos en el exterior.

Todo el conjunto se ha estudiado mediante las técnicas de la arqueología de la arquitectura, interpretando las técnicas constructivas, las distintas fases detectadas en sus muros, analizando las medidas de sus materiales de construcción, estudiados aplicando la termografía, que nos permite ver a través de los enlucidos que cubren los aparejos de los muros, de forma que podemos identificar el proceso constructivo desde sus inicios, y cómo pasó de ser mezquita a convertirse en iglesia.