考古學家們還竭力想解答一個最令人困惑的問題：佩特拉為什麼被遺棄？即便它失去了對商道的控製權，仍然可以幸存下來，那麼為什麼它又沒有幸存下來呢？據分析，導致佩特拉城衰亡的可能是天災。公元363年，一場地震重擊了佩特拉城，震後，許多建築淪為廢墟，房屋的主人們嫌麻煩，不願打掃清理碎石，寧願在震倒的建築前重建房屋，這是城市財富與秩序開始衰退的跡象，公元551年，佩特拉城再次遭受嚴重地震，也許那次地震震塌了拜占庭教堂。隨後教堂又受到震後蔓延全城的大火襲擊，羊皮紙卷也就在火災中被毀壞了。
然而為什麼許多城市都能在地震和火災之後重建，而佩特拉卻不能呢？1991年，一群亞利桑那的科學家們給出了答案，他們研究過那些鼠和兔等齧齒類動物的貝塚也就是巢穴。這類動物都慣於收集棍子、植物、骨頭以及糞便一類的東西。動物的巢穴被它們的尿水浸透，尿中的化學物質硬化，便可形成一種膠狀物質，防止穴中的東西腐爛。每一個貝塚都盛滿了貝塚形成年代的植物和花粉的標本，猶如一個揭示曆史的時間倉庫。
科學家們研究了大量的佩特拉貝塚，發現在早期的納巴泰人時代，橡樹林遍布佩特拉四周的山地；然而到了羅馬時代，大量的森林消失了。人們為了建房和獲取燃料砍伐了大量的木材，致使林區衰變成為灌木林草坡帶；到了公元900年，這種衰退進一步惡化，過分地放牧羊群使灌木林和草地也消失了，這個地區逐漸淪為沙漠。科學家們認為環境惡化是導致佩特拉衰亡的因素之一，當周圍的環境再也無法為龐大的人口提供足夠的食物和燃料時，城市就徹底消亡了。
佩特拉如同一本僅被讀過幾頁的書，在發現拜占庭教堂之後不久，人們又留意到了一根拔地而起的花崗岩石柱。約旦國境內沒有花崗石，肯定來自埃及。看著那根花崗石柱，人們常常在想，地下麵究竟埋藏著什麼。一座皇宮抑或一座教堂？無論走到佩特拉城的何處，都會麵對這樣一些謎題。