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这个全球性灾难事件的最可信证据也许是发现了现称为希克苏鲁伯陨石坑的大陨石坑。该撞击坑位于墨西哥犹加敦半岛，是被为墨西哥石油公司工作的两位地球物理学家格伦·彭菲尔德（GlenPenfield）和汤尼·卡马戈（TonyCamargo）发现。两人的报告指出该环形结构可能是一个直径约180公里的撞击坑。其他研究人员发现白垩纪-第三纪灭绝事件仅约数千年就将恐龙消灭，而非先前认为的数百万年。因此大多数科学家认为该次灭绝事件更可能是来自地球之外的撞击事件影像，而非需要更长时间才能影响的火山或气候变化。

发展20世纪以来在世界各地已经发现数个年代与希克苏鲁伯陨石坑大致相同的陨石坑。例如英国的银坑陨石坑、乌克兰的波泰士陨石坑、以及印度附近的湿婆陨石坑。这让科学家认为希克苏鲁伯陨石坑是几乎同时发生的数个撞击事件的其中一个，相当类似1994年苏梅克-列维9号彗星分裂后撞击木星的事件。

到2012年为止仍缺乏铱异常和冲击石英证据支持二叠纪-三叠纪灭绝事件与撞击事件有关，虽然现已发现威尔克斯地陨石坑和贝德奥高地?等可能与该次灭绝事件相关撞击坑。在二叠纪晚期所有陆块都聚集为一块超大陆盘古大陆，地球表面剩余部份则是泛大洋。如果该撞击事件是发生在海洋，而非陆地；将会形成较少冲击石英（因为海洋地壳所含的二氧化硅相对较少）等物质。

虽然现在普遍认为是一个巨大撞击事件结束了白垩纪，并产生了K-T界线上的富含铱地层，但是其他规模相当的撞击残留物显示并未发生任何灭绝事件，且目前尚无撞击事件和其他造成灭绝事件因素的关连。尽管如此，现在一般相信由撞击事件造成的灭绝事件在地球历史上是随机事件。

古生物学家大卫·骆普（DavidM.Raup）和杰克·塞科斯基（JackSepkoski）提出大约每2600万年就会发生一次灭绝事件，虽然很多是较小规模的。这使物理学家理查·A·穆勒（RichardA.Muller）提出假设认为灭绝事件可能是一个假想的太阳伴星“涅墨西斯”（Nemesis）会周期性扰动奥尔特云内的彗星，并使大量彗星进入内太阳系，增加地球被彗星撞击的可能性。

的确，在地球早期历史（约40亿年前）中，因为早期太阳系内有大量原行星体等物质，当时的地球频繁受到撞击。这些撞击事件可能是由直径数百公里的小行星引起，产生的能量足以将地球的海洋全部蒸发。直到撞击次数和规模大量减少后，地球上的生命才能演化。如果这样的撞击发生在现代，将会毁灭人类的文明。幸运的是，现在的太阳系内的大型天体已经比以前减少很多，而这样的撞击机率几乎可以说是0；这是因为小行星带和古柏带内的大型小行星或彗星都在稳定的轨道上，并未进入内太阳系，更不可能和地球轨道相交，且没有任何例外。

最为人所相信的月球形成理论是大碰撞说，是说地球早期可能曾经和一个火星大小的微型行星相撞。如果这理论成立的话，这将是地球遭受过最强烈的撞击。一些行星特殊的自转和自转轴倾斜角可能也和此有关，例如金星的逆行自转和天王星极大的自转轴倾斜角都被认为可能是受到巨大的撞击，而这也符合目前的太阳系和行星形成理论。但目前在金星和天王星仍缺乏相关证据可以证明巨大撞击事件使行星的自转模式改变。

撞击事件经常被认为是造成人类文明终结的情景。2000年发现杂志列出了可能的20个会造成人类文明终结的事件，撞击事件被列为第一，即最可能发生。直到1980年代以前这个议题长期不受重视，直到发现了希克苏鲁伯陨石坑之后，而苏梅克-列维9号彗星撞击木星以后让大众对此议题更加重视。

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