À l'époque antique tardive, l'aménagement urbain de Tharros change et la ville prend la forme de noyaux séparés, parmi lesquels les religieux ont une grande importance.

Dans ce contexte, la transformation du secteur au nord des Thermes n°1, situés sur le littoral donnant sur le Golfe d’Oristano (fig. 1) est significative.

Fig. 1 - Localisation de la zone paléochrétienne (Google Earth. Réélaboration C. Tronchetti)

Dans la zone au nord voisine des Thermes, et adossé à ces thermes, un petit complexe fut construit au cours du VIe siècle apr. J.-C., avec les blocs de grès et des matériaux provenant d’anciens édifices tombés en ruine.

On identifie de ce complexe un espace en forme d’abside avec des petites pièces rectangulaires voisines, et une salle baptismale (fig. 2).

Fig. 2 - Le complexe paléochrétien (SPANU 1998, p. 82 )

La structure destinée à cette liturgie était elle aussi en forme d'abside et abritait la piscine baptismale de forme hexagonale (fig. 3).

Fig. 3 - Le baptistère du VIe siècle apr. J.-C. (photo Unicity S.p.A.)

La présence d’un tronçon de mur avec les bases de deux colonnes indique que la piscine était probablement couverte d’un baldaquin (fig. 4).

Fig. 4 - Les restes du baldaquin du baptistère (photo Unicity S.p.A.)

Le baptême était pratiqué par immersion du sujet adulte, qui s’asseyait sur un siège spécial réalisé en maçonnerie (fig. 5).

Fig. 5 - Détail du siège de la piscine baptismale (photo Unicity S.p.A.)

Le sol de la salle baptismale, tout comme la structure de la piscine, est formé de grandes dalles de basalte, quasiment identiques aux pavés de la rue ; les dalles proviennent très vraisemblablement du démantèlement d'un tronçon de route non plus utilisé (fig. 6).

Fig. 6 - Détail du dallage de la salle baptismale (photo Unicity)

Au Moyen-âge, Tharros est le siège de l'Ecclésie Sancti Marci ; il a été proposé d’identifier cette Ecclésie avec les structures au nord des Thermes n°1. Le complexe serait un indice de l'existence d’une petite communauté de moines qui se seraient installés dans l’ancien centre urbain, alors complètement abandonné. L’appellation du Saint ensuite donné le nom à la péninsule entière, qu’elle conserve encore aujourd’hui.