湖や海底に1年ごとに積み重なってできる縞模様の堆積層を「年縞（ねんこう）」と呼びます。春から夏にかけて繁殖したプランクトンの死骸が白い層を、秋から冬にかけて流れ込んだ泥が黒い層を形成し、木の年輪のように1年で1対の美しい縞模様を刻みます。世界各地に年縞は存在するものの、水月湖の年縞が7万年もの間、一切の途切れや乱れなく連続して残った事例は地球上で他に類を見ません。
なぜ水月湖だけでこれほどの奇跡が起きたのか。地質学的研究によって、次の3つの決定的条件が奇跡的に揃っていたことが判明しています。
第一に、直接流入する大きな河川が存在しないことです。大雨が降っても激しい土砂流入によって湖底が削り取られることがありませんでした。第二に、湖底が無酸素状態を保ち続けていることです。湖の深い層に酸素がないため、ミミズや貝などの底生生物が生息できず、泥の層がかき乱されずに保存されました。そして第三が、湖の直下に活断層が走り、毎年少しずつ湖底が沈降し続けていることです。湖底が沈むペースと泥が堆積するペースが完全に拮抗したため、湖が土砂で埋まることなく7万年分の層を受け止め続けることができました。
この7万年・水深約45メートルに達する連続地層には、周辺の森から飛来した花粉や、遠く鹿児島から飛来した「鬼界カルデラ」などの火山灰が克明に閉じ込められています。過去の気候変動や環境変化を1年刻みで正確に復元できることから、2012年に考古学や地質学の年代決定における「世界標準時計（年代測定の標準ものさし）」として公式採択されました。世界中の研究者が発掘物の正確な年代を割り出す際、水月湖のデータを照合基準としているのです。
