阿尔瓦雷茨选择了明尼苏达州的卡尔顿学院，在那里获得了地质学学士学位，那一年他21岁。之后他去了普林斯顿大学继续深造，攻读地质学博士学位。他在进行学术研究的同时，还参加了很多加勒比海地区的户外探险活动。1965年，他与米莉·米尔纳结婚，她是一位热爱远足和露营的心理学研究生。
起初，阿尔瓦雷茨为一家石油公司工作，工作内容是在荷兰和利比亚寻找石油。之后，他申请了一份研究生奖学金，和考古学家们一起研究罗马附近的火山。再后来，他成了哥伦比亚大学拉蒙特－多尔蒂地质观测站（Lamont-Doherty Geological Observatory）的研究员。
阿尔瓦雷茨进行地质调查期间，对意大利产生了浓厚的兴趣。夏季时，他和米莉回到古比奥，这是一座位于亚平宁山脉处罗马北部的中世纪城镇，附近的山脉上有壮观的石灰岩峭壁，这些岩石记录了地球上1亿年的历史。石灰岩曾经沉积在深海之中，没太受到侵蚀。阿尔瓦雷茨和他的地质学家朋友们意识到这些石灰岩提供了世界上最好的历史顺序记录，这是研究地磁倒转的绝佳之地。
在古比奥附近，阿尔瓦雷茨发现恰恰就在6600万年前的石灰岩层和这个时间点之后的石灰岩层之间存在着一条狭窄的黏土带（约有半英寸厚），这条黏土带中没有任何生物体的微小化石。进一步的分析发现，这层黏土中含有铱——这是一种地球上并不常见、但在小行星中普遍存在的元素。深入研究表明，在整个地球的许多地方的含铱层，它们都出现于约6600万年前。
阿尔瓦雷茨向他身为物理学家的父亲寻求帮助。1980年，他们共同提出了一个假说，即恐龙灭绝是巨型小行星撞击地球的结果。（那时，阿尔瓦雷茨已经回到了伯克利，在加州大学从事教学工作。）
大部分地质学家对于这一说法都持怀疑态度，甚至不屑一顾。谁能想象出这样的事情呢？那时尚不知道有与当时的情况相吻合的、大小也合适的撞击坑。
但是那些相信撞击理论的地质学家并没有放弃。他们意识到，撞击坑有可能埋在了水下，那样会导致大型的海啸。他们又开始寻找海啸留下的证据。终于，在1990年，他们找到了一个直径180千米（112英里）的撞击坑，它深深地隐藏在地表之下，就位于墨西哥尤卡坦半岛海岸以外不远处。这一发现所提供的证据，最终使得大部分地质学家接受了小行星撞击的假说。阿尔瓦雷茨将30年来寻找这个撞击坑的经历写成了一本十分吸引人的书，书名为《霸王龙和末日陨石坑》（T. Rex and the Crater of Doom ）。
阿尔瓦雷茨也获得了很多学术奖项。其中最高的奖项可能是2008年获得的维特勒森奖，许多人认为这是地质学界的诺贝尔奖，因为诺奖不包含地质学领域。阿尔瓦雷茨将外星对地球的影响的研究，从科幻小说变成了科学。他改变了我们看待地球历史的方式，找到了小行星撞击以及进化并非总是渐进发生的证据。
在2009年的一次采访中，阿尔瓦雷茨说道：“地质学是21世纪最重要的科学，这是因为世界上只有一个地球，而且我们越来越清楚我们很有可能会破坏地球，让地球超过它所能承担的极限。”（帕米拉·温特劳布，《发现杂志》，2009年10月；见discovermagazine.com/2009/oct/26-the-man-who-discovered-whatkilled-the-dinosaurs。）
很显然，火山爆发通过增加大气中二氧化碳和甲烷的含量而导致了全球温度上升。海平面上升、海洋酸化使得生态系统向两极转移。这一阶段被称为“古新世—始新世极热事件”（PETM事件），它是地球历史上进展最快速、记录最完备的温度变化事件。
在这段温暖的时期，爬到树上寻找水果的小型哺乳动物的爪子进化成了手。它们的手指上长出了指甲，出现了大拇指，生长方向与其他手指相对，方便它们一只手抓住树干，另一只手摘取水果。随着它们在树枝之间来回跳跃攀爬，它们的眼睛进化产生了三维视觉。慢慢地，它们进化成了猴子。
2500万年前，当地球上的温度再次降低一些的时候，其中的一些猴子重新回到地面上寻找食物。它们成了猿类——黑猩猩、大猩猩、长臂猿和猩猩——的一支。猿类的一个分支——黑猩猩，进化成了人类。我们会在下一章讲述这个故事。
进化生物学家是如何工作的
你听说过进化/发育这个新领域吗？这是结合了进化生物学和发育遗传学的领域。这一领域包括发掘化石并利用最先进的分子诊断技术进行分析。它利用化石和基因这两者共同讲述这一故事。
进化/发育领域的开拓者是尼尔·舒宾博士（Dr. Neil Schubin），他现在是芝加哥大学的生物学和解剖学教授，同时也是菲尔德自然历史博物馆的主任，还是一位很受欢迎的作家。
舒宾在费城附近长大，他对美利坚合众国的起源兴趣十足。他进入了纽约的哥伦比亚大学，在那里他的大部分时间都是在自然历史博物馆中度过的。除了保持对美国起源的好奇之外，他还将注意力集中在了进化过程中的大事件上。他想要明白这些重大转变是如何发生的——鱼类如何来到陆地上，爬行动物如何进化成哺乳动物，鸟类是如何开始飞翔的。
1987年，在哈佛读完博士学位后，舒宾回到费城的宾夕法尼亚大学进行教学和科研工作。为了研究鱼类来到陆地的进化过程，他需要找到3.8亿——3.65亿年前的化石。幸运的是，宾夕法尼亚有很多古老的化石，但是除了建造高速公路的地方之外，大部分化石仍然埋藏在地下。
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