Su trabajo consistía en utilizar datos geofísicos para estudiar posibles localizaciones a fin de extraer petróleo. En dicha investigación, Penfield encontró un enorme arco subterráneo con una "simetría extraordinaria" y con la forma de un anillo que medía alrededor de 70 km de radio. Entonces obtuvo un "mapa gravitatorio" de Yucatán realizado en la década de 1960.
Una década antes, el mismo mapa sugirió una estructura de impacto al contratista Robert Baltosser, pero la política corporativa de Pemex de aquella época le prohibía hacer pública su conclusión. Penfield descubrió otro arco en la península en sí, cuyos extremos apuntaban hacia el norte. Comparando los dos mapas, encontró que los dos arcos formaban un círculo, de 180 km de diámetro, cuyo centro se encontraba cerca del pueblo de Chicxulub en Yucatán; a partir de esto, estuvo prácticamente seguro de que la formación había sido creada por un evento cataclísmico en la historia geológica.
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