Identifying glacial microrefugia using phytolith analysis

• Thesis title in Czech: Identifikace glaciálních mikrorefugií na základě analýzy fytolitů
• Thesis title in English: Identifying glacial microrefugia using phytolith analysis
• Academic year of topic announcement: 2026/2027
• Thesis type: dissertation
• Thesis language: angličtina
• Department: Institute of Geology and Paleontology (31-420)
• Supervisor: RNDr. Jan Hošek, Ph.D.
• Advisors: Mgr. Kristýna Hošková, Ph.D.

Preliminary scope of work

Glaciální mikrorefugia jsou prostorově omezená prostředí v rámci periglaciálních oblastí, která mohla umožnit přežívání teplomilných a vlhkomilných organismů během období extrémních klimatických krizí, například během posledního glaciálního maxima (LGM; cca 23–19 tis. let). Přestože hrají klíčovou roli v kvartérní biogeografii a postglaciálním vývoji krajiny, jejich přímá paleobotanická dokumentace zůstává omezená, zejména v plně glaciálních podmínkách, kde jsou vhodné sedimentární archivy vzácné.
Existence glaciálních mikrorefugií ve střední Evropě je odvozována především z fylogeografických a genetických dat, zatímco klasické botanické proxy jsou často nedostupné nebo nejednoznačné. Fytolity mohou představovat způsob, jak tato omezení překonat, protože se zachovávají v široké škále sedimentárních archivů, včetně spraší, paleopůd, periglaciálních svahových uloženin a travertinů. Na rozdíl od pylu a rostlinných makrozbytků poskytují fytolity lokálně omezenou paleobotanickou informaci a jsou dobře použitelné pro rekonstrukci vegetačních vzorců v periglaciálních prostředích.
Doktorský projekt se zaměří na studium fytolitových asociací v klastických a chemogenních sedimentech a paleopůdách datovaných do svrchního pleniglaciálu (MIS 2) v bezprostředním okolí aktivních i fosilních termálních pramenů v Západních Karpatech, kde se předpokládá, že hydrotermální aktivita vytvářela lokálně zmírněné mikroklimatické podmínky schopné udržet azonální teplomilnou vegetaci během LGM. Hlavním cílem disertační práce je otestovat tuto hypotézu posouzením toho, zda fytolitové záznamy indikují přítomnost lesních a vlhkomilných rostlinných společenstev za plně glaciálního klimatu.
Rekonstrukce založené na fytolitech budou doplněny vybranými stabilně-izotopovými proxy, které poskytnou nezávislá data pro odhad teplotních a vlhkostních podmínek blízko povrchu.

Preliminary scope of work in English

Glacial microrefugia are spatially restricted environments within formerly periglacial regions that may have enabled the persistence of temperate and moisture-demanding organisms during periods of extreme climatic deterioration, such as the Last Glacial Maximum (LGM` ca 23-19 ka). Although central to Quaternary biogeography and postglacial landscape evolution, their direct paleobotanical documentation remains limited, particularly under fully glacial conditions where suitable organic sedimentary archives are scarce.
As a result, the existence of glacial microrefugia in Central Europe is inferred mainly from phylogeographic and genetic data, while classical botanical proxies are often absent or ambiguous. Phytoliths might provide a way to overcome these limitations, as they are preserved in a wide range of sedimentary archives, including loess, paleosols, periglacial slope deposits and travertines. Unlike pollen and plant macroremains, phytoliths offer locally constrained palaeobotanical information and are well-suited for reconstructing vegetation patterns in periglacial environments.
This PhD project will investigate phytolith assemblages from clastic and chemogenic sediments and palaeosols dated to the Upper Pleniglacial (MIS 2) in the immediate vicinity of active and fossil thermal springs in the Western Carpathians, where hydrothermal activity is hypothesised to have generated locally buffered microclimatic conditions capable of sustaining azonal temperate vegetation during the LGM. The main objective of the dissertation is to test this hypothesis by assessing whether phytolith records indicate the presence of forest-related and moisture-demanding plant communities under full-glacial climate.
Phytolith-based reconstructions will be complemented by selected stable isotope proxies (e.g. pedogenic carbonates, earthworm calcite granules) to provide independent constraints on near-surface temperature and moisture conditions