白亜紀と古第三紀の間の大量絶滅
デカントラップが、長期にわたり徐々に起こる大量絶滅と関連付けられたころは、天体衝突説を提唱していたアルヴァレズは古生物学者がシニョール・リップス効果によるまばらな化石記録に惑わされていると主張した。彼の主張は最初は良く受け入れられなかったが、その後の化石層の調査は彼の主張を裏付けていた。最終的に多くの古生物学者がK-Pg間の大量絶滅は少なくとも全地球的な出来事が一度に起こったものであると同意するようになった。それでも、アルヴァレズでさえも絶滅には天体衝突以外の要因も同時に関係した可能性があることを認めている。
こういった理論を組み合わせた地球物理学モデルの一部は、天体衝突がデカントラップに影響したことを示唆している。これらのモデルは高精度な放射年代測定を組み合わせ、チクシュルーブでの天体衝突で地球内部に加わった衝撃が、活火山だけでなくデカントラップでの何回かの最大級の溶岩噴出を誘発したとしている。
白亜紀という言葉の由来になった石灰堆積物は、多様な石灰ナノプランクトンによって形成されたものであるが、これらの化石記録はK–Pg境界の前後で劇的に変化し、種のレベルで明確に異なるものとなった。当時の化石の統計的な解析から、海洋での生物多様性の減少には、種分化の減少よりも絶滅数の急増が大きく寄与したものと考えられている。
一方、渦鞭毛藻がこの時期にどうなったかについては、あまり理解が進んでいない。渦鞭毛藻で化石になるのはシスト(休眠胞子)であり、シストを形成しない種が化石に残らず、多様性を過小評価せざるを得ないためである。最近の研究では、K–Pg境界前後で分類群の大きな変化はなかったともされている。
放散虫については、少なくともオルドビス紀以降から化石記録が残っており、K–Pg境界の前後での変化もよく調べられているが、大量絶滅を示す証拠は見つかっていない。南極圏では暁新世初期に海水温が下がった結果、放散虫が大繁殖したことが支持されている。
北アメリカの陸上の地層では、大量絶滅はマーストリヒト期後期に豊富に存在した化石が、境界を越えると突如失われやがて前述のシダスパイクが現れるという顕著な不一致がみられるところで最もわかりやすく見いだされる。現在、世界で最も重要な、K-Pg境界からの恐竜の化石を含む地層は北アメリカ西部モンタナ州に見つかっているマーストリヒト期後期のヘルクリーク累層である。およそ7500万年前より古いモンタナ州のジュディスリバー累層やアルバータ州のダイナソーパーク累層と比べると、ヘルクリーク累層からはそれより新しい白亜紀最後の1000万年間の恐竜の変化の情報が得られる。ただしこれらの化石層は地理的に一部にしか広がっていないので、1つの大陸の一部分しかカバーできない。
カンパニアン層と呼ばれる層の中期から後期には、ほかのどの単一の地層よりも多様な恐竜が見られる。
K-Pg間の大量絶滅と関連して形成された衝突クレーターとして、チクシュルーブ以外のクレーターも候補に挙がっている。このことは、複数の破片となって立て続けに木星に衝突したシューメーカー・レヴィ第9彗星のように、ほぼ同時に複数の天体が地球に衝突した可能性を示している。直径180kmのチクシュルーブクレーターのほかに、ウクライナには6517万年±64万年前に形成された直径24kmのボルティッシュクレーター(英語版)があり、北海には5950万年±1450万年前に形成されたシルバーピット・クレーターがあり、またはるかに大きい直径600kmのシバ・クレーターが天体衝突によるものか議論が続いている。テチス海にもほかのクレーターがあったかもしれないが、アフリカプレートやインドプレートの北向きの地殻変動によって覆い隠されている。