תגלית מסעירה ויוצאת דופן בגן הלאומי פלמחים, לדברי החוקרים היא "מימי רעמסס הגדול – המלך", בעת עבודות של רשות הטבע והגנים לפיתוח הגן ביום רביעי האחרון פגע טרקטור בסלע, וחשף במפתיע את תקרתה של מערת קבורה קדומה. דרור ציטרון, פקח רשות העתיקות, היה הראשון שזיהה את החלל.
למקום נקראו ארכיאולוגים מרשות העתיקות, אשר ירדו בסולם אל תוך חלל מדהים שכמו קפא בזמן. במערה הונחו עשרות רבות של כלי חרס וברונזה תמימים (שלמים); ממש כפי שהונחו במקומם לפני כ-3,300 שנה.
המערה נחצבה בצורת ריבוע, ובמרכז תקרתה עמוד תמך.
לדברי ד"ר אלי ינאי, מומחה לתקופת הברונזה ברשות העתיקות, "מדובר בממצא של פעם בחיים! לא כל יום מתגלה לעיניך סט תפאורה של מערה עם כלים על הרצפה שלא נגעו בהם 3,300 שנה. אנחנו מדברים על תקופת הברונזה המאוחרת. אלה בדיוק ימיו של המלך הנודע, רעמסס השני. העובדה שהמערה היתה חתומה, ולא נשדדה בתקופות מאוחרות יותר, מאפשרת לנו, באמצעים המדעיים הקיימים כיום, להפיק הרבה מאוד מידע מהחפצים ומהחומרים ששרדו עליהם, ואשר לא נראים לעין, ובהם חומרים אורגניים. המערה יכולה לספק לנו תמונה מלאה של מנהגי הקבורה בתקופת הברונזה המאוחרת. במערה הושארו, בעיקר, עשרות כלי חרס בגדלים וצורות שונים. ביניהם, ישנן קערות עמוקות ורדודות, שחלקן נצבע בצבע אדום, קובעות (קערות עם רגלית גבוהה) סירי בישול, קנקנים ונרות חרס שהכילו שמן למאור."
להערכת ד"ר ינאי, חלק מהקנקנים יוצרו בחופי לבנון וסוריה. לצד הקנקנים, נמצאו כלי אגירה קטנים - בעיקר פכים ופכיות, שנועדו לאחסן ולסחור בחומרים יקרים בכמויות קטנות. כלים אלה, יובאו מאזור צור, צידון ומערי נמל אחרות בחוף הלבנון. כמו כן, נמצאו כלי חרס רבים שיובאו מקפריסין. לדברי ד"ר ינאי, כלים מסוג אלה יובאו לארץ בכמויות גדולות, והיו חפצי לוואי נפוצים לקבורה.
לצד כלי החרס, נמצאו במערה ראשי חיצים או חניתות מברונזה. לפי תנוחתם, הם היו נתונים בתוך אשפה מחומר אורגני שלא שרד.
בפרק הזמן הקצר שלפני איטום הפתח, ועל אף אמצעי שמירה, נכנס אדם או יותר למערה שחיטט במספר נקודות. רוב מוחלט של הכלים נותר במקומו, אך נראה כי מספר פריטים נגנבו. נסיבות המקרה נחקרות.
לדברי אלי אסקוזידו, מנהל רשות העתיקות ורעיה שורקי, מנהלת רשות הטבע והגנים, "התגלית בגן הלאומי פלמחים ייחודית ומסעירה במיוחד. השמועות על גילוי המערה עברו בעולם המדעי כאש בשדה קוצים, ואנו מקבלים פניות רבות מחוקרים בבקשה להצטרף לחפירה הארכיאולוגית הצפויה. לצערנו, בפרק הזמן הקצר לפני איטום המערה, ועל אף שמירה עליה, נגנבו מספר פריטים ארכיאולוגיים מהמערה, והנושא נמצא בחקירה. בימים הקרובים, נגבש יחד את אופן ביצוע המחקר והשימור הנדרשים באתר הייחודי, שהינו חגיגה לעולם הארכיאולוגי ולהסטוריה הקדומה של ארץ ישראל".
