Bei der Senke handelt es sich um eine Auslaugungssenke des Mittleren Muschelkalks, in der sich Grundwasser gesammelt hat. Der Flachsee verlandete und vermoorte. Die Torfe wurden ab 1947 abgebaut und der See so auf die heutige Größe und Form vergrößert. Im Zuge des Torfabbaus stieß man auch auf die vorgeschichtlichen Hinterlassenschaften.
Der Direktor des Museums für Ur- und Frühgeschichte Weimar leitete die Ausgrabungen. Man fand:
- kreisförmige Zaunanlagen aus Haselruten, in deren Mitte Altäre, Kultstangen und Pfahlgötzen
- zahlreiche Knochen von Pferden, Rindern, Schafen, Ziegen, aber auch Menschen sowie Waffen
- ein Kultboot, Alltagsgegenstände, Werkzeuge
Im 1. Jh. v. Ch. erbauten die Hermanduren im Opfermoor ein Rundheiligtum. Unweit vom Moor, im Mahllindenfeld, wurde die größte prähistorische Siedlung Thüringens ergraben. Diese diente den Bauten im Museumsdorf als Vorbild. Die Datierung der Funde erbrachte eine kultische Nutzung des Sees vom 6. Jh. v. Ch. bis ins 11. und 12. Jh.
