La source naturelle la plus célèbre et la plus importante du Rocher Sacré, la Klepsydra, située sur le versant nord, s’étend au sud du chemin du Péripatos. Depuis l’époque néolithique, elle a offert une eau abondante, puisée par les habitants à partir de puits. Son nom le plus ancien était Empedo, du nom de la nymphe vénérée sur le site. Plus tard, elle fut appelée Klepsydra, ou « voleuse d’eau », car une partie de son eau disparaissait pendant les mois d’été, acheminée par un conduit souterrain jusqu’au port athénien de Phalère. Le premier édifice de fontaine fut construit à l’époque de Cimon (470–460 av. J.-C.) et consistait en un bassin rectangulaire avec des ouvertures pour l’alimentation en eau et une plateforme pour la pomper. Devant la fontaine fut également aménée une grande cour pavée, dont l’usage reste cependant incertain. Des éboulements durant l’époque romaine ont obstrué la source, ce qui conduisit plus tard à l’ouverture d’un puits protégé par une construction voûtée. À l’époque chrétienne, la source fut transformée en petite chapelle, connue sous le nom d’Église des Saints Apôtres en Marbre. Pendant la guerre d’indépendance grecque, la Klepsydra fournit de l’eau potable aux combattants grecs, intégrée à une fortification construite par Odysseas Androutsos.
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