Дождевые и талые воды насыщают собой верхние горизонты почвы и, если под ней располагаются рыхлые грунты, промачивают их и просачиваются вниз. Достигнув водоупор-ного слоя (скальный грунт, пласт глины), вода скапливается над ним, создавая водоносный го-ризонт. Мощность (толщина) пластов с грунтовыми водами в Карелии достигает нескольких метров и занимает иногда значительные площади — до десятков гектаров, а возможно и больше. В районах с другими гидрогеологическими условиями указанные размеры могут уве-личиваться до десяти крат.
Выход воды из водоносного пласта на поверхность и есть родник. Чаще в месте выхода имеется рытвина, иногда внушительная — в зависимости от мощности струи, но вполне обычны источники и без таких «кратеров», когда вода едва сочится. Подземные воды изли-ваются и на суше, и сквозь дно озёр и рек на их мелководьях, и сквозь грунт болотных котловин.
Расход воды в разных ключах варьирует в значительных пределах, но чаще составляет не более 1 литра в секунду. Когда водоносный пласт имеет достаточный объем, скорость те-чения из родника не зависит ни от времени года, ни от обилия атмосферных осадков. Даже в аномально засушливые летние сезоны начала нынешнего века, когда многие казавшиеся веч-ными небольшие ключи в заповеднике иссякли, расход воды в наиболее крупных источниках оставался неизменным.
Так как водоносный горизонт, этот подземный резервуар, расположен на значительной глубине, изменения температуры воздуха и поверхности почвы от сезона к сезону никак не сказываются на температуре воды в многоводных ключах. И зимой и летом у нас она редко отклоняется от +5° С.
Вода атмосферных осадков, проникая сквозь почву и подстилающий её грунт, растворяет в себе многие химические элементы и соединения. В результате вода, поступившая в водоносный горизонт, оказывается насыщенной ионами в гораздо большей степени, чем любые наземные объемы воды. Так, например, содержание кальция в воде родников Кивача составляет в среднем 31,1 миллиграммов на литр, а в водах ручьёв его всего 15,3 мг/л, т. е. в два раза меньше; далее, по убыванию концентрации кальция, следуют реки (13,2), озёра (9,3) и болота (кальция в их воде всего 3,7 мг/л). То же и по магнию: если в воде родников его 22,8 мг/л, то в ручьях в 2 раза меньше, а в воде болот всего 2,8 мг/л. Важно отметить, что, как температура и расход воды, химический состав обильных родников также остается постоянным и не меняется столетиями.
Часто ключи приурочены к понижениям или склонам, занятым болотами. Благодаря насыщенности воды питательными (биогенными) химическими элементами, около родников создается весьма благоприятная среда для жизни зеленых мхов и травянистых растений. Со временем, ежегодно отмирая и отлагаясь в виде торфа, они формируют нечто вроде купола, поднимающегося на высоту до метра, из которого тут и там изливается подземная вода. Необычно выглядят эти образования (рис. 4): у края болотного массива или посреди обширной прогалины, сплошь покрытых сфагновыми мхами и кочками осоки, поднимаются бугры, по которым растут злаки, фиалки, щавель, орхидеи...
Абсолютным рекордсменом по сравнению с другими водоёмами вода родников оказывается по количеству растворённого в ней железа: 1,5 мг/л в среднем; в болотной воде его уже на порядок меньше, и так далее — до рек (0,03 мг/л).
Железо является одним из самых распространённых элементов земной коры и входит в состав большинства минералов, слагающих горные породы. Будучи химически высокоактивным, железо легко вступает в биогеохимический круговорот. В болотах под воздействием воды, содержащей гуминовые и иные кислоты, железо подстилающих пород, а также содержащееся в торфе и освобождающееся по мере его разложения, становится подвижным, переходит в раствор и в таком состоянии перемещается с током воды. Основной транспорт железа в здешних условиях осуществляют именно подземные воды. Изливаясь на поверхность, такие растворы вновь «передают» железо в малорастворимые органо-минеральные комплексы (гель, имеющий рыжий цвет ржавчины). Если же родники бьют из дна озера, где их встречает нейтральная (не кислая) водная среда, то железо выпадает в осадок в виде руды гётита. Иногда запасы таких озёрных руд столь велики, что в былые времена они имели промышленное значение. «Самородное» железо первобытные жители края начали использовать ещё в первом тысячелетии до нашей эры, выплавляя его из озёрной руды в примитивных печах, а во времена Петра I и позже экономика южной Карелии во многом основывалась на добыче и переработке именно этого сырья и следующего за ней литейного и кузнечного производства.
В южную часть Сундозера, по северной границе заповедника, донные родники много тысяч лет выносят воду из горизонтов, расположенных под сильно заболоченной равниной. Содержание растворённого железа в одном из них (6,5 мг/л) до 100 крат превышает таковое в воде рек, ручьёв и озёр Кивача. Дно Сундозера в этой части усыпано «монетами водяного» — плоскими, округлыми, с концентрическим рисунком конкрециями осаждённого железа, диаметром от 3 мм до 10 см.
