Antes de la era glacial, hace unos 3 millones de años, había un pequeño lago profundo en el emplazamiento del pozo de arcilla de Willershausen. Un arroyo desembocaba en el lago. El fondo del lago se hundía constantemente porque las aguas subterráneas disolvían la sal de la formación Zechstein (subrosión).
Los sedimentos se depositaron en la cuenca del lago: escombros frente a la escarpada orilla, arena en las aguas poco profundas y limo fino con una clara estratificación anual en el fondo de la cuenca más profunda. Las pendientes bajo el agua eran tan pronunciadas que los sedimentos podían deslizarse. Además de algas y plantas acuáticas superiores, en este lago vivía una rica fauna: varias especies de peces, tortugas acuáticas, salamandras gigantes, ranas, cangrejos, caracoles e insectos acuáticos. Las hojas y los frutos de muchas especies de árboles y hierbas eran arrastrados por el viento y el agua de los alrededores, así como ratones, mosquitos, saltamontes, grillos, abejas, libélulas y plumas de aves. Incluso se incrustaron grandes mamíferos: un elefante de bosque, un tapir y un ciervo.
El agua del lago estaba estratificada durante todo el año. El limo del lecho del lago quedaba aislado del oxígeno del aire. El lecho profundo del lago era hostil a la vida. Aquí se formaba un lodo negro en el que todos los cadáveres y restos orgánicos permanecían sin descomponer. Las aguas subterráneas ricas en sal penetraron en el lago durante unos 300 años. Durante este tiempo, el sedimento se cementó con carbonato de calcio y magnesio (calcita y dolomita) para formar una roca dura. Así se formó la famosa capa fósil de Willershausen, de la que se recuperaron más de 50.000 fósiles de 500 especies.
Los fósiles son famosos por su conservación única. Las hojas se conservan con todas sus células, los ratones con piel y pelo, una rana incluso con hilos para desovar. Los compuestos orgánicos del antiguo tejido vivo aún se conservan en la arcilla. El contexto excepcionalmente completo del fondo de la cuenca, los fósiles excelentemente conservados y más de 50 años de trabajo de investigación, en particular por parte del profesor Dr. Hermann Schmidt y el Dr. Adolf Straus, hacen de Willershausen un yacimiento de renombre mundial. El entorno y el clima anteriores a la Edad de Hielo pueden reconstruirse con todo detalle.
Para saber cómo llegar, véase: Fosa de arcilla de Willershausen