1980年、地質学者のウォルター・アルヴァレズ（Walter Alvarez、一般にはアルバレスとも）とその父でノーベル賞受賞者でもある物理学者ルイス・アルヴァレズ（Luis Alvarez）は、K-T境界における大量絶滅の主原因を隕石とする論文を発表した[2]。アルヴァレズ父子はイタリアのグビオに産するK-T境界の薄い粘土層を分析し、他の地層と比べきわめて高濃度のイリジウムを検出した。イリジウムは、地表では極めて希少な元素である反面、隕石には多く含まれること、デンマークに産出する同様の粘土層からも同じ結果を得たことで、イリジウムの濃集は局地的な現象ではなく地球規模の現象の結果であると予測されることから、彼らはその起源を隕石に求めた。
この論文は、地質学者の激しい抵抗で迎えられた[3]。反論のなかで最も有力だったものが、イリジウムの起源を火山活動に求めた火山説である。地表では希少なイリジウムも、地下深部には多く存在する。それが当時起こっていた活発な火山活動（デカントラップ）により地表に放出されたとするのが火山説であり、隕石説に反対する多くの地質学者がこの説を支持した。
以来、およそ10年にわたって、隕石説と火山説の間で展開された論争は、1991年に、ユカタン半島において白亜期末に形成されたと見られるクレーター跡が発見されるに至って、隕石説に軍配が上がる形で決着した。
白亜紀と第三紀を境する、イリジウムに富む薄い粘土層はイタリアやデンマークだけでなく、アメリカや日本等世界各地に分布している。特に北アメリカでは、イリジウム濃縮層とそれよりやや厚い粘土層の2層が観察され、衝突の結果形成されたクレーターが付近に存在すると考えられてきた。
粘土層中には、高熱で地表の岩石が融解して飛び散ったことを示すガラス質の岩石テクタイトやスフェルール、高温高圧下で変成した衝撃変成石英（Shocked Quartz）、ダイヤモンドも発見されており、これらはすべて、衝突時の衝撃により形成されたと考えられている。また粘土中には多量のすすが含まれ、これは衝突時の高熱により地上の植生等が大規模な火災を起こした証拠と考えられている。
1980年の論文の時点で、落下したと考えられる隕石の大きさ（直径10km程度）は計算されていたが、落下したことの最も確実な証拠であるクレーターの場所については、先述の通り北アメリカ近辺にあるらしい、という以外明らかではなかった。
1991年、ユカタン半島北部に存在する円形の磁気異常と重力異常構造が再発見され[4]、その後の調査の結果、求めるクレーター跡であると認められた。
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K-T境界では、上記のように直径約10kmの巨大隕石が落下した。落下地点は現在のメキシコユカタン半島の北西端チクシュルーブで、落下により直径100km以上[5]、深さ15?25kmのチクシュルーブ・クレーターが形成されたことが確認された（写真参照）。
また、落下地点は当時浅海域だったと推定され、キューバでは隕石落下による巨大津波を示す堆積物も見つかっている