Em uma camada de sendimentos cuja espessuranão ultrapassava 1cm, encontraram quantidade anormalmente elevada de irídio, elemento químico quase ausente nas rochas terrestres, mas comum em fragmentos de corpos celestes, como meteoros. A datação radiativa dessa camada não deixou dúvidas: tinha aproximadamente 65 milhões de anos. isto é, sugira na transição entre os períodos Cretáceos e Terciário a chamada “fronteira K-T”. Coincidência ou não, foi nessa época que os grandes répteis que viveram na Era Mesozóica (período Triássaco, Jurássico e Cretáceo) desapareceram e, como hoje se sabe, ele se extiguiram subitamente.
Com base nesses indícios, Alvarez (juntamente com outros pesquisadores) formulou a hipótese de que um meteoro, com cerca de 10km de diâmetro, teria se chocado com a Terra perto da Penísula de Yucatán, no México, abrindo uma cratera de 200km de diâmetro. Em cosequência desse choque, intesos terremotos sacudiram o planeta, ocasionando gigantescas ondas oceânicas os tsunamis que assolaram as regiões litorâneas. A energia liberada no impacto deve ter correspondido a 10 mil vezes a detonação de todo arsenal nuclear hoje existente.
As partículas que se elevaram na atmosfera formaram uma nuvem que permaneceu suspensa por meses ou anos; a obstrução da radiação solar peça camada de poeira causou um rápido resfriamento da superfície, a atividade fotossintetizante interrompeu-se quase totalmente, reduzindo drasticamente a quantidade de alimentos disponíveis para as cadeias alimentares. Desse modo, em um período de pouco meses, mais de 75% de todas as espécies então existentes haviam desaparecido.

Os animais vivente do Cretáceo foram, então abruptamente divididos em “perdores” e “vencedores”. Dinossauros, pterossauros e pleissossauros estavam no primeiro grupo; no segundo, alinhavam-se moluscos, peixes, lagartos, aves e, em particular, mamíferos, os quais possuíam ferramentas adaptativas úteis nos difícies tempos pós-impacto. A homeotermia, por exemplo, permitiu a sobrevivência dos mamíferos em abrigos subterrâneos; ao mesmo tempo, eles passaram a se diversificar e a ocupar os mais diversos ambientes, antes dominados pelos grandes répteis.