בחודש ינואר 2009 נערכה חפירת הצלה במצוק שממערב לאתר עין גדי (הרשאה מס' 5595-A; נ"צ 236740/596718), בעקבות פריצת שודדי עתיקות למערה. החפירה, מטעם רשות עתיקות, נוהלה על ידי א' גנור (צילום ומדידות), ס' גנור וא' חופש, בסיוע י' קופרשמידט (מתכות), א' גנור (רפאות), א' שמיר (חומרים אורגניים), ע' רביב (כלי אבן) וי' נגר (אנתרופולוגיה). סיוע התקבל גם מא' קליין, ח' שצ'ופק, וש' ישייב (מפקחי היחידה למניעת שוד עתיקות),י' זקס (מפקח השמורה), ד' גרינבאום (מנהל שמורת עין גדי), ד' נחליאלי, י' חימי, פ' פביאן, וכן מפקחי רשות הטבע והגנים.
באזור נווה המדבר עין גדי נעשו חפירות וסקרים רבים שבהם בולטים חפירות ב' מזר בתל גורן (ידיעות טו:25–28; ידיעות כ"ז:1–133; ידיעות ל':183–194), ד' בר"ג, י' פורת וא' נצר בבית הכנסת העתיק של עין גדי (קדמוניות 52:18–54), עבודות סקר וחפירה של ג' הדס (מפת עין גדי [147]; עתיקות 24; חדשות ארכיאולוגיות פו:30; חדשות ארכיאולוגיות צג:88), וחפירתו הנרחבת של י' הירשפלד (קדמוניות ל"ז:62–87). על פי המחקרים היה יישוב גדול בתל גורן בתקופות הברזל, הפרסית, החשמונאית, שלהי ימי הבית השני והרומית הקדומה וכן הרומית המאוחרת והביזנטית. במרכז היישוב היו המעיין ונווה המדבר. ככל הנראה למן התקופה החשמונאית גלש היישוב לשטח המישורי שלמרגלותיו, התחום בנחל דוד בצפון, בקו המצוק במערב ובנחל ערוגות בדרום. תנאי הקרקע והאקלים ושפע המים בעין גדי יצרו תנאים נוחים לחקלאות, ואכן עין גדי התפרסמה בחקלאות שהתמחתה בגידולי תמרים וצמחי בושם. במדרונות סביב היישוב אותרו עשרות מדרגות עיבוד חקלאיות ואמות מים שהובילו אליהן מים מהמעיין. התשתית הנרחבת לחקלאות מעידה על יד מכוונת ושלטון מרכזי שניהל את הבנייה והתחזוקה של מדרגות העיבוד החקלאיות ואמות המים.
המערה ממוקמת בחלקו האמצעי של המצוק התוחם את השטח המישורי שלמרגלות תל גורן, ורחוקה כ-400 מטרים מצפון-מערב לתל גורן ולנווה המדבר של עין גדי.
בחזית המערה נחשף קטע מקיר טרסה עתיק (3.5 מ' אורך, 0.6 מ' גובה), בנוי מאבני גוויל קטנות ובינוניות ולמרגלותיו שטח מפולס (כ-10 מ' רוחב; איור 1). הטרסה הייתה מכוסה בסחף ודרדרת שגלשו מהמצוק. בדיוק מול פתח הכניסה של מערת הקבורה משולבת בטרסה אבן גוויל גדולה (כ-0.6 מ' אורך), והיא שימשה ככל הנראה נקודת ציון למיקום הפתח. מצפון לאבן הגדולה וצמוד אליה נחקק בעת העתיקה סימן דמוי האות X על אחת מאבני הטרסה, וסביר שאף הוא נועד לסימון הכניסה למערה (איור 2).
המערה נחצבה בקיר סלע טבעי מגיר קשה. מחוץ למערה נחצב מסדרון כניסה פתוח
(0.9 מ' רוחב, 0.2 מ' עומק מפני השטח) המוביל לפתח המערה (0.7×0.8 מ'). בחזית נתגלתה אבן גולל מלבנית מהוקצעת (0.6×0.8 מ') שהותאמה ככל הנראה לפתח הכניסה ונועדה לסוגרו. האבן נמצאה שוכבת ומעליה הצטברות סחף ומפולות, והיא הוזזה ככל הנראה ממקומה עוד בעת העתיקה.
שלוש מדרגות חצובות יורדות מפתח הכניסה אל בור עמידה מאורך (0.5–0.6 מ' רוחב, 2 מ' אורך; איור 3) במרכז חלל המערה. מעל בור העמידה, סמוך לכניסה, נחצבה מגרעת בתקרה (0.7×0.7 מ'; איור 3, חתך 1–1) כדי לאפשר עמידה בקומה זקופה.
הסלע נחצב ופולס משלושת צדיו של בור העמידה ועליו הונחו הנקברים וחפצי הלוואי. בפינה הצפונית של המערה נחצב כוך (1.2 מ' אורך, 0.2–0.5 מ' רוחב; איור 3, חתך 2–2) ובתוכו נמצאה גלוסקמת אבן מעוטרת (איור 4, 5) ותחתיה מחצית אגוז קוקוס באתרה (איור 6). סימני חציבה והוצאת גושי סלע ניכרים בקירות המערה, במיוחד בדופן הצפונית-מערבית (איור 7).
בשטח התגלו סימנים המעידים על מערה נוספת צמוד לדופן הצפונית-מזרחית של המערה. נראה שחוצבי מערת הקבורה לא רצו לפגוע במערה השכנה ובחציבתם התחשבו בקיומה. זו כנראה הסיבה שהדופן אינה ישרה ויש בה בליטה היוצרת כוך נוסף
(0.7×1.0 מ') בקצה הדרומי.
הממצאים מהמערה רבים ומגוונים. נמצאו בה מטמון כלי ברונזה – מצקת (איור 8), בקבוק כחל, בקבוקון ברונזה, וקמע מברונזה; ממצא אורגני – חצי אגוז קוקוס (ר' איור 6) ופיסת אריג, ייתכן חלק מטלית או תכריך; ממצא אבן – גלוסקמה מעוטרת ברוזטות גדולות וקטנות ומכסה אבן; וממצא זכוכית – 100 חרוזי זכוכית ושברי בקבוקוני בושם. ממצא כלי החרס כלל נר עם פייה כפולה מעוטר בעיטור צמחי ומיובא ככל הנראה מאפסוס (איור 9), נרות מקופלים, נרות הרודיאניים, כלים דמויי כישור, סיר בישול, קערות חרס קוניות ופכית חרס; נראה ששודדי העתיקות שפרצו למערה לא הספיקו לשדוד את תכולתה.
במערה נמצאו עדויות לקבורה של לפחות 12 נקברים, בהם ארבעה ילדים בני שנתיים עד ארבע, נער בגיל 15–20, ושבעה מבוגרים בגיל 20–50, לפחות ארבע מהם נקבות. אחד הילדים סבל מאנמיה חריפה הניכרת בנפיחות ובנקבוביות של כיפת הגולגולת.
כל השלדים ומנחות הקבורה, למעט מחצית אגוז הקוקוס, לא נמצאו באתרם. הם נסחפו ככל הנראה לקדמת המערה בשיטפון שחדר אליה והשאיר אחריו סחף דק גרגר שנמצא בכל שטח המערה, וכן פגע בחומרים האורגניים שהיו בה. בקמע הברונזה נחשפה עדות לפפירוס שלא השתמר, נותרו רק חלקים מפוררים ממנו. מחצית אגוז הקוקוס שנחשפה באתרה בתוך כוך הקבורה לא ניזוקה מהשיטפון כיוון שהכוך גבוה מעל רצפת המערה והמים לא חדרו אליו בעת ההצפה.
אופי הממצא במערה מעיד על עושרם של הנקברים, ככל הנראה אנשי עין גדי. מכלול חפצי הברונזה, נר החרס המיובא ומחצית אגוז הקוקוס עשויים ללמד על קשרי המסחר של הנקברים עם ארצות שכנות. הגלוסקמה המעוטרת בסגנון ירושלמי מלמדת על זיקת הנקברים לירושלים. עושר הממצאים מחייב מחקר ובדיקה מעמיקים. מערת הקבורה הזו שונה ממערות קבורה אחרות שנחשפו בסביבות עין גדי בכך שהיא חצובה במצוק עצמו בתוך סלע גיר קשה וניכר שהושקע מאמץ רב בחציבתה. מכלול כלי החרס, והמתכת שנתגלה במערה מתוארך לתקופת הבית השני למאות הב'–הא' לפסה"נ.