K-T绝灭：恐龙的终点？
自19世纪早期起，人们就已经了解到，不同的生物类群在地球历史上的不同时期占据着统治地位。其中较为引人注目的类群之一是恐龙，而古生物学调查则稳固地强化了这样的观点，即恐龙绝对不会在比白垩纪末（大约65 Ma）更年轻的岩石中发现。事实上，人们得到的认识是，白垩纪的最末期，一直到第三纪的开端（现在被普遍称为K–T界线），标志着一个较大的变革时期。许多的种走向了绝灭，在第三纪早期被各种不同的新类型所取代：K–T界线似乎代表了一个较大的生命间断，因而是一个大绝灭事件。在这个时期发生绝灭的物种类型有：大名鼎鼎的陆地恐龙，它们到晚白垩世时期已有了许多不同的种类；多种多样的海洋动物，从巨大的海生爬行类（沧龙类、蛇颈龙类和鱼龙类），到极为丰富的菊石类，以及范围非常广泛的白垩质浮游生物；而在空中，会飞的爬行动物（翼龙）和反鸟类也永远消失了。
显然，人们有必要去努力了解造成这一生命急剧消亡事件的可能原因。这个总的问题的另一面也同样重要：为什么一些动物幸存下来了？毕竟，现代鸟类幸免于难，哺乳动物也是如此，还有蜥蜴和蛇、鳄和龟、鱼和许许多多其他的海洋动物。这仅仅是幸运吗？直到1980年前，人们提出了解释K–T绝灭和幸存的各色理论，从识见幽明到荒诞可笑，不一而足。
1980年以前比较持久的理论之一是以详细研究距K–T界线最近的时间带的生态组成为中心的。多数人的意见是，在白垩纪末期，气候条件逐渐变得季节性更明显、变化幅度更大。那些在压力较大的气候条件下适应能力较差的动植物的衰落可以反映出这一点。这与白垩纪末期的构造变化相关联（尽管对此并无定论）；这些变化包括海平面的显著上升和大陆分区的大大加强。总的印象是地球的特征正在逐渐改变，最终以动植物群引人注目的剧变而达到顶峰。显然，这样的解释需要为绝灭事件的发生提供一个较长的时间段，但其致命的弱点是无法为同时在海洋生物群落中所发生的变化提供一个充分的解释。在缺乏更好材料的情况下，争论此起彼伏，得不出明确的结论。
1980年，这一研究领域发生了彻底的变革，这出乎意料地是由一位天文学家路易斯·阿尔瓦雷斯（Luis Alvarez）实现的。他的儿子沃尔特（Walter）是一位古生物学家，一直致力于研究K–T界线附近浮游生物多样性的变化。一个合乎逻辑的假定是，晚白垩世和第三纪早期之间的间隔可能代表了一个稍长的“缺失”时期——连续化石记录中的一个真正缺环。为了帮助沃尔特研究有关浮游生物群落在地球历史上这一重要时期的变化，路易斯提议，他可以测量界线沉积中积累的宇宙尘埃的数量，以便给这个假定的地质间断的程度提供一个评估。他们的结果震惊了古生物学界和地质界。他们发现，由一条薄的黏土带所代表的界线层中包含了数量巨大的宇宙碎屑，这只能由一颗巨大的陨星撞击地球、并随后发生汽化来解释。他们计算得出，这颗陨星的直径应该至少有10公里。考虑到这样一颗巨大陨星撞击的影响，他们进一步提出，撞击后所产生的大量碎屑云团（含有水蒸气和尘埃颗粒）会在相当长的一段时期内完全遮盖地球，或许达数月乃至一年或两年之久。以这种方式遮盖地球将使陆生植物和浮游生物停止光合作用，并导致同时期的陆地和水生生态系统的崩溃。阿尔瓦雷斯父子及其同事似乎一下子就发现了K–T事件的统一解释。
像所有有价值的理论一样，撞击假说吸引学者们进行了大量的研究工作。在整个20世纪80年代，越来越多的研究小组在世界各地的K–T界线沉积物中识别出宇宙碎屑和与强烈撞击有关的信号。到了80年代晚期，许多工作者的注意力被吸引到加勒比海地区。有报告显示，在加勒比海的一些岛屿上，例如海地，K–T界线附近的沉积中不仅显示出撞击的信号，而且紧靠它的上面有一层极厚的角砾岩（混合在一起的破碎岩块）。这层角砾岩以及比此处更厚的陨星碎屑层和其中的化学标记促使研究者提出，陨星撞击了这个地区浅海中的某个地方。1991年，研究者宣布在墨西哥的尤卡坦半岛上确认了一个很大的地下陨星撞击坑，他们称之为希克苏鲁伯撞击坑。该陨石坑本身已经被6,500万年的沉积物所覆盖，只有通过研究地壳的地震回波（颇似地下雷达的原理）才能显现。该陨石坑大约跨越了200公里，与K–T界线层恰好吻合，因而阿尔瓦雷斯的理论得到了这一惊人发现的支持。
从20世纪90年代早期开始，K–T事件的研究从原因转向尝试将这时的绝灭与单一的灾难性事件联系起来，因为原因在当时似乎已经确定了。这一灾难性事件与核冬天的相似点相当明显。计算机模拟技术的发展，再加上人们对“目标”岩石（浅海沉积）中可能的化学成分以及它们在高压冲击下的行为等知识的了解，已经将撞击的早期阶段及其对环境的影响清楚地揭示出来了。在尤卡坦，陨星必然撞击了富含水、碳酸盐和硫酸盐的海底；这将向同温层排放分别高达2,000亿吨的二氧化硫和水蒸气。基于陨石坑表面形状的撞击模型显示，撞击是倾斜的，来自东南方向。这样的轨迹必将使排出的气体向北美聚集。化石记录的确显示植物群的绝灭在这个区域特别严重，但在这个模式得到证实之前，还需要在其他地区进行更多的研究。阿尔瓦雷斯和其他人在撞击影响方面所进行的研究表明，尘埃和云团会使地球陷入冰冻和黑暗之中。然而，对大气条件所制作的计算机模型显示，由于海洋的热惯性以及大气层中颗粒物质的稳步沉降，数月之内光照水平和温度就会开始反弹。不幸的是，在相当长的时间内情况都不会好转，因为大气中的二氧化硫和水会结合在一起，产生硫酸气溶胶，它们会在5到10年内大大减少到达地球表面的光照量。这些气溶胶将会起到使地球冷却至接近冰冻和使地表浸透酸雨的双重作用。
很明显，这些预测仅仅建立在计算机模型的基础之上，可能会出现误差。然而，即使只是部分正确，撞击以后环境影响结合在一起所产生的总体规模也将真正是毁灭性的，这可以从许多方面很好地解释白垩纪末期的陆地和海洋绝灭。在某种意义上，奇怪的是竟然还有生物能够在这种世界末日般的条件下幸存。
