希克苏鲁伯陨石坑位于墨西哥尤卡坦半岛，陨石坑整体略呈椭圆形，平均直径约有180公里，深达1.5公里。是地球表面最大的撞击地形之一。
20世纪50年代， 墨西哥石油公司 在 尤卡坦半岛 进行石油勘探时发现了暗示陨石撞击的奇怪 地质现象 。 1980年， 诺贝尔物理学奖 得主 沃尔特·阿尔瓦雷茨 与儿子沃尔特、以及弗兰克·阿萨罗、海伦·米歇尔等科学家团队研究发现，全球 白垩纪 与古近纪交接的 地层 中铱含量超标，给撞击说提供了确切的证据， 小行星 撞击导致白垩纪恐龙灭绝才逐渐成为科学界主流共识。 20世纪90年代，希克苏鲁伯陨石坑被发现，进一步证实了 行星 撞击导致 恐龙灭绝 的假说。
希克苏鲁伯陨石坑的形成与一次巨大的小行星 撞击事件 紧密相关。科学家推测，约在6600万年前 ，导致恐龙灭绝的希克苏鲁伯小行星直径约15千米， 它以45°~60°的较大 转轴倾角 撞击了 地球 墨西哥湾浅海，其在撞击后完全蒸发，释出高达4.0×10^23 焦耳 的能量，相当于100万亿吨黄色炸药（95.465万亿吨TNT当量）， 随后海水高速涌入并冲出，引发了巨型“崩塌波”海啸席卷全球。 同时撞击掘起了海底物质，大量粉尘进入平流层，遮蔽了太阳光，导致了全球温度骤降。气候环境的骤变对地球生物造成了毁灭性打击，最终导致了包括恐龙在内的全球超过70%的生物灭绝。
位置境域
希克苏鲁伯陨石坑位于 墨西哥 尤卡坦半岛，陨石坑整体略呈椭圆形，平均直径约有180公里；造成坑洞的 石陨石 ，直径推测约有10公里，撞击后完全蒸发，释出高达5.0×10^23 焦耳 的能量。是 地球 表面最大的撞击地形之一。
成因
陨石撞击
希克苏鲁伯陨石坑是地球上已知最大的陨石坑之一，其形成与一次或多次星体 撞击事件 紧密相关。主流观点认为，希克苏鲁伯陨石坑是由一颗巨大的 小行星 单次撞击地球形成的。尽管单次撞击说得到了广泛支持，但仍有一些科学家认为希克苏鲁伯陨石坑可能是由多次星体撞击形成的。他们指出，陨石坑内部的地质结构显示出多层次的特征，这可能意味着该地区经历了多次撞击事件。然而，这一观点尚未得到确凿的证据支持，因此仍存在争议。
希克苏鲁伯撞击坑是由一次较大 转轴倾角 (与水平面夹角45度到60度之间)的小行星撞击造成。这颗小行星可能是一颗罕见的碳质小行星，它起源于 木星 轨道之外的 外太阳系 。在撞击 地球 之前，它可能因受到 行星 引力 等因素的影响而改变了轨道，最终与地球相撞。 6500万年前，一颗直径约10公里的 小行星 撞击了北美墨西哥湾尤卡坦半岛的一处浅海。小行星以20公里每秒的速度高速进入大气层，挤压和摩擦大气，形成强烈的冲击波和灼热的 热辐射 ，瞬间点燃了周围的森林，并在数小时内传导到全球，引发全球森林大火和海啸。 小行星 冲入海底，形成了直径约180公里的希克苏鲁伯撞击坑。其撞击后完全蒸发，释出高达5.0×10 23 焦耳 的能量，相当于120万亿吨黄色炸药，海水高速涌进陨石坑，然后又冲出，形成巨型“崩塌波”海啸。24小时之内，海啸以最高143公里的时速从 墨西哥湾 扩散到 大西洋 ，同时通过连接墨西哥湾和 太平洋 的 中美洲 的海道进入太平洋，进而席卷全球。撞击点附近的海啸高达1500米，扩展到南太平洋和北大西洋后，浪高仍有14米。撞击体的碎片与撞击产生的喷出物喷射出大气层后，在未充分冷却的情况下落回 地球 表面，会引发全球性火风暴和火雨，并导致 森林火灾 。无法在地下或水中躲避的生物，大部分因火灾或高温死亡。而极大的撞击波传入地下，会在全球各地引发地震与火山爆发。撞击波穿透地球后汇集至对跖点，会加剧附近 印度 大陆的德干暗色岩事件，使 德干高原 的 岩浆 喷发量剧增，达到了喷发的最大值。 撞击事件 和火山爆发会造成大量尘埃进入平流层，遮蔽了太阳光，导致了全球温度骤降， 地球 进入一个长达几十年的“冬天”。植物光合作用近乎停滞， 地球 生态链遭到巨大破坏，植物和以植物为生的动物生存受到影响。同时，大气中的 硫酸 也会形成 酸雨 落到地表，腐蚀森林，使海洋酸化，导致 海洋浮游植物 和 藻类 的大量死亡。气候环境的骤变对地球生物造成了毁灭性打击，最终导致了包括恐龙在内的全球超过70%的生物灭绝。撞击事件及其引起的火山爆发也能造成大量 二氧化碳 进入大气层，在核冬天过后形成明显的 温室效应 。在2008年2月， 德州学院 的Sean Gulick等人利用地震学资料，提出该陨石撞击到的水域，比往常所认定的更深。
哈佛大学 科学教授Avi Loeb，Frank B. Baird Jr.小教授和天体物理学家Amir Siraj '21在《科学报告》发表的一项研究中提出了一种可以解释这一灾难性天体的起源和历程的新理论。 Loeb和Siraj使用统计分析和 引力 模拟说对可能的理论进行了分析。他们认为希克苏鲁伯 石陨石 应该是起源于 太阳系 边缘的碎屑球体 奥尔特云 （Oort cloud）的 彗星 ，而不是 小行星 。彗星本身很大一部分在木星的轨道上被其引力场冲出了航道，并被送往靠近 太阳 的地方，然后受到了太阳强大的潮汐力分崩离析，形成了很多彗星碎片。这增加了这类彗星的速度，因为这些碎片每250至7.3亿年左右经过 地球 的轨道并撞击地球一次。
地质演变
希克苏鲁伯陨石坑经历了长期的侵蚀和沉积作用，其边缘和底部逐渐被雨水、风力等自然力量侵蚀，形态发生了显著变化。在1991年，希尔德布兰与Penfield等人研究希克苏鲁伯陨石坑的地质特征与构成。希克苏鲁伯陨石坑埋藏在500米之下，上方覆盖着泥灰与 石灰岩 ，这些地层最早自古新世形成。希克苏鲁伯陨石坑的下方则是厚达500米的 安山岩 与 角砾岩 ，在撞击地点经常发现这些火成岩；还发现常在撞击地点发现的大量 长石 与 辉石 ，以及 冲击石英 。K-T界线位在地底下600米到1,100米之间；而陨石坑外5公里处的K-T界线，位于地底下约500米处。希克苏鲁伯陨石坑周围的泥沙、岩石碎片等 沉积物 不断堆积在撞击坑内，部分填充了空间，使得陨石坑逐渐被埋藏在地表和海底沉积层之下。陨石坑周围的天然井，显示该陨石坑撞击后形成海盆，存在于第三纪时期。这个地下水层会溶解 石灰岩 层，形成洞穴与天然井。研究人员也在 海地 发现似玻璃陨石证据。科学家通过钻探采集到了希克苏鲁伯陨石坑的核心样本，其中，少量的原始 花岗石 基岩 在撞击后像液体一样流动，并在塌陷前反弹至高达10千米的位置，形成了显著的峰值环特征，这一圆形 山脊 位于坑边缘内部，被 角砾岩 所覆盖。角砾岩是希克苏鲁伯陨石坑的主要岩石类型之一，由 碳酸根 、白云质 石灰岩 和 硬石膏 等矿物组成，通过X射线 衍射 分析可以确定其具体矿物成分，如石膏、硬石膏、 白云石 和 方解石 等，这些角砾岩来自近端喷出物沉积，代表了 撞击事件 的目标岩石。此外，核心样本中还发现了覆盖在结晶基底上的 砂岩 ，可能代表撞击前的沉积环境或撞击过程中的 沉积物 ，以及细粒的变质 石英岩 ，这些岩石可能是撞击前基底的一部分，在撞击过程中受高温高压影响发生变质作用。
发现历史
早在1951年， 墨西哥石油公司 （PEMEX）在 尤卡坦半岛 进行石油勘探时，开凿了多个研究用钻井。其中一个钻井在钻探到1.3公里深度时，遇到了一层异常厚的安山岩层。 安山岩 是一种火山岩，通常形成于极度高温高压的环境下，而陨石撞击也可能产生类似的条件，导致安山岩的生成。然而，当时科学家对这一发现的理解有限。尽管安山岩的存在可能与陨石撞击有关，但钻探团队更倾向于将其解释为火山活动的产物，认为这可能是一个火山锥的构造。这一解释在当时被认为是合理的，尽管尤卡坦半岛并没有其他火山存在的迹象。
1980年， 诺贝尔物理学奖 得主 沃尔特·阿尔瓦雷茨 与儿子沃尔特、以及弗兰克·阿萨罗、海伦·米歇尔等科学家团队研究发现，全球 白垩纪 与古近纪交接的 地层 中存在铱含量极高的黏土地层，该地层由陨石撞击造成的灰尘云在全球沉降后形成，这一发现给撞击说提供了确切的证据， 小行星 撞击导致白垩纪恐龙灭绝才逐渐成为科学界主流共识。 到了20世纪90年代，随着 墨西哥湾 下125英里宽的希克苏鲁伯陨石坑的发现，该陨石坑的年龄与岩层相同，进一步证实了 行星 撞击导致 恐龙灭绝 的假说。这次撞击引发了大海啸、地震和火山爆发等一系列灾难性后果，导致全球气候剧变，最终造成了恐龙的灭绝。
科学家在1991年发现希克苏鲁伯陨石坑后花了十年时间进行海洋钻探，30年里只进行了两次钻探。 1996年一组 加利福尼亚州 地区的研究团队使用卫星影像展开研究。他们发现以Chicxulub为中心，在Penfield发现的环形上分布著陷洞构造，这些下陷的洞或天然井被认为是撞击坑边缘的滑动与崩塌所造成的。此后更多的研究，都指出希克苏鲁伯陨石坑确实存在；还有一些研究宣称该撞击构造另有一个大坑，直径300公里；多数人研究的坑体只是小的内坑。 2001至2002年一个大型国际科学联盟在陨石坑边缘附近进行的1511米深的钻探。结合勘测数据和这个地区地震报告分析发现，这些破碎的岩石形成嵌套环状全在同一个时期。
研究与假说
自20世纪80年代以来，由于科学家们在地质层中发现了 小行星 尘埃，因此，小行星撞击地球而非一系列火山喷发导致了 恐龙灭绝 并引发了其他全球性灾难，一直是学界主要的假说。但学界也存在不同声音：例如古 动物学 罗伯特·巴克 （Robert Bakker）提出，若发生如此规模的灭绝事件， 青蛙 应无法存活，但事实上青蛙存活了下来； 普林斯顿大学 的Gerta Keller则根据希克苏鲁伯的岩芯样本指出，希克苏鲁伯 撞击事件 发生于灭绝事件之前30万年，因此并非灭绝事件的主因。
20世纪90年代，随着 墨西哥湾 下125英里宽的希克苏鲁伯陨石坑的发现， 行星 撞击导致 恐龙灭绝 的假说得到了进一步证实，因为该陨石坑的年龄与岩层相同。 证明 小行星 尘埃迹象的是铱元素，这种元素在 地壳 中很罕见，但在某些类型的小行星中含量较高。在这项新的研究中，研究人员从埋在海底的火山口收集了近3000英尺约合914.4米的岩芯。在陨石坑中，撞击后数天至数年沉积下来的沉积层非常厚，因此科学家能够精确地确定，这些尘埃仅在撞击后20年就形成了。 研究人员表示，铱元素分析是由 奥地利 、 比利时 、 日本 和美国四个国家的独立实验室进行的，因此可以确保得到正确结果。除了铱，陨石坑部分还显示出与 小行星 物质相关的其他元素的含量有所上升。这些“小行星元素”的浓度和组成与在世界各地52个地点的地质层测量结果相似。通过在标志着灭绝时间的确切地质位置的 石陨石 坑内发现陨石尘埃与匹配的 化学 指纹，这项新研究证实了 行星 撞击 地球 导致 恐龙灭绝 的假说。
2007年9月，《 自然 》杂志的一篇研究中，美国 科罗拉多州 美国西南研究院的威廉·波特克与 捷克 籍科学家David Vokrouhlický、David Nesvorný组成的科学团队，利用电脑建模计算出 撞击事件 的可能肇事者，是一颗名为巴普提斯蒂娜的 小行星 （编号为298）。这颗小行星直径有160公里，仍运行于 火星 与 木星 之间，在1.6亿年前与一颗直径约55公里的未命名小行星相撞后碎裂，主要的碎片形成巴普提斯蒂娜族 小行星带 ，其中一块约10公里的碎片飞向了 地球 ，在 墨西哥 尤卡坦半岛 希克苏鲁伯形成了希克苏鲁伯陨石坑，根据模拟计算结果，该陨石坑有90%的可能性是由此造成。但《科学》杂志8月15日发表的一项研究推翻了这个结论。研究团队经过对撞击地点获得的岩石样本分析，发现了“钌签名”。所谓“钌签名”，就是在样本中发现钌的 同位素 特征，来自 太阳系 不同位置的 天体 ，这些特征会不同。研究发现认为，这颗6600万年前撞击 地球 ，导致白垩纪大灭绝的“罪魁祸首”并非来自 小行星 主带，而是来自 外太阳系 。
2020年5月，自然科研旗下国际学术期刊《 自然-通讯 》最新在线发表一篇行星科学研究论文称，约在6600万年前形成的 墨西哥 希克苏鲁伯陨石坑(Chicxulub crater)，是由一次较大 转轴倾角 (与水平面夹角45度到60度之间)的 小行星 撞击造成。最新研究论文通讯作者、英国伦敦 帝国理工学院 行星 科学家加雷斯·柯林斯(Gareth Collins)和同事，利用一个模型模拟了希克苏鲁伯陨石坑的形成，以确定 小行星 飞来的方向和撞击角度。他们利用3D数值模拟分析了4种不同的撞击角度：90度、60度、45度、30度，基于这些数据和 地球物理学 观测结果，认为该陨石坑是由来自 东北地区 方向的一次倾角较大(与水平面夹角45度至60度)的撞击造成的。