Позднее, когда потребовалось основательное обновление Башни, оболочка была удалена. Вероятно, от нее уцелело только то, что оказалось ниже плоскости, на которой производилась перестройка. Именно эту сохранившуюся часть оболочки во время раскопок Ветцеля приняли за специально устроенный плотный водонепроницаемый слой. Здесь вернее говорить не о «глиняном ложе», приготовленном для возведения Башни, а об уцелевшей спрессованной старой кладке из сырцового кирпича. Во время очередной перестройки старое сырцовое ядро одели в толстую оболочку, на сей раз из обожженного кирпича, политого асфальтом.
Так как эти наблюдения удалось сопоставить с письменными свидетельствами, они оказались весьма полезны как для изучения истории строительства зиккурата, так и для датировки отдельных фаз его существования. Набопаласар, первый царь Халдейской династии, застал воздвигнутый ассирийским царем Асархаддоном зиккурат в бедственном состоянии и решил его капитально обновить. В своей надписи Набопаласар говорит о том, что он повелел заново сделать план зиккурата Этеменанки и заложить его фундамент в котловане. Можно предположить, что ядро прежнего зиккурата он сохранил, поскольку имеется упоминание о том, что Набопаласар распорядился убрать обломки и строительный мусор, а затем соорудить в котловине вокруг ядра зиккурата новую оболочку из обожженного кирпича так, чтобы площадь первой ступени составила 91,5 х 91,5 квадратных метра. Как позже утверждал Навуходоносор, его отцу удалось «воздвигнуть четыре наружные стены из асфальта и обожженного кирпича лишь на высоту 30 локтей, голову зиккурата он не возвысил». Далее Навуходоносор пишет: «Совокупность людей далеко живущих народов, которых Мардук, мой господин, мне подарил; при постройке Этеменанки я заставил их взяться за работу и возложил на каждого корзину для переноса кирпичей. Нижнюю часть зиккурата я заполнил на 30 локтей «высоким заполнением». Прочные стволы кедра, большие стволы дерева мешмаканна я покрыл бронзой и использовал их в большом количестве».