白亜紀と古第三紀の間の大量絶滅
被子植物の葉の化石には昆虫による食痕が見つかる場合がある。北米の14か所から得られた食痕化石を使って、K-Pg境界の前後における昆虫の多様性や絶滅率が推定されている。研究によると、白亜紀の地層では、植物と食植生昆虫の多様性はどちらも高かった。一方で、暁新世初期には、植物相は比較的多様であったのに対し、昆虫による食害の跡はほとんど見られず、K-Pg境界から170万年後においても同様であった。
絶滅が起こるまでにどれくらいの期間を要したかは2020年代現在も議論がなされている。いくつかの理論だと数年から数千年という比較的短い期間で絶滅が完了したこととなり、ほかの理論ではもっと長い期間という結果が出ている。この問題を解くことはシニョール・リップス効果と呼ばれる、実際の絶滅は化石が見つかった時期よりも後に起こっているにもかかわらず化石記録の不完全さによりそれがわからなくなるという効果もあってとても困難となっている。また、K-Pg境界の数百万年前から数百万年後を包含する連続した化石層はほとんど見つかっていない。そのうち3つの化石サイトにおける地層の堆積速度とK-Pg境界の粘土層の厚さから、絶滅は1万年以内の短い期間で急速に進んだと推定されている。アメリカコロラド州のデンバー盆地(英語版)でのある地点は、K-Pg境界後のシダスパイクがおよそ1000年、長くとも71000年を超えない期間続き、同じ場所での新生代の哺乳類の最も早い出現はおよそ18万5000年後、遅くとも57万年後には起こっていることが見つかった。少なくともデンバー盆地では、生物の絶滅は急速に進み、また回復も早くになされたとされている。
小惑星が衝突した地域が、大量の可燃性炭化水素と硫黄化合物を含む炭酸塩岩石の多い地域であったことがさらに災いし、気化した硫黄化合物により生じた硫酸エアロゾルが成層圏にまで到達し、地表に届く日光量を50%以上減少させたほか強い酸性雨を降らせた。 この酸性雨による海洋酸性化の結果として、炭酸カルシウムの殻を持つ生物の多くが死滅した。
日光の減少で、最初の3年間は気温は氷点下となった。 ユカタン半島近くのブラゾス川近くの海域では、衝突後の数十年で海水温が7°Cも低下した。 こうしたエアロゾルはダストよりも長く残り、少なくとも10年間は消えなかった。このことは、植物や植物プランクトン、草食動物やそれを捕食する動物の絶滅に繋がる。一方でデトリタスに依存した食物連鎖中にいる生物には生き残るチャンスがある。 ただし大規模な火災が発生していた場合は、生き残った生物のうちからも最も脆弱な種から絶滅していくとされている。
絶滅の影響を越えた後、アマゾン熱帯雨林のような新熱帯区の多雨林バイオームを生んだり、絶滅以前のレベルまで多様性が戻る600万年の間に地域の植物の構成を大きく置き換えるなどの動植物の変化を引き起こした。
白亜紀に生息していたカメ類のうち、80%以上の種がK-Pg境界以降も存続した。白亜紀末には6つの科が存在していたが、すべて古第三紀からも確認されており、現生種につながっている。