В наших физико-географических условиях в общем водном балансе весьма существенную роль играют подземные воды. Например, исследование граничащего с заповедником озера Мýнозеро (площадь акватории 16,8 км2, средняя глубина 14,4 м и максимальная — 50 м) показало, что из него вытекает 62 млн м3 воды в год, 2/3 которой поступает из подземных источников.
Дождевые и талые воды проникают сквозь почву и, если под ней располагаются проницаемые грунты, промачивают их и просачиваются вниз. Встретив водоупорный слой (скальный грунт, пласт глины), вода накапливается над ним, насыщая собой рыхлый слой и создавая тем самым водоносный горизонт. Эти горизонты залегают на разной глубине от поверхности — от полуметра до десятков и даже сотен метров.
Выход подземных вод на поверхность и есть родник. Они изливаются и на суше, и сквозь дно озёр и рек на их мелководьях, и сквозь грунт заболоченных котловин. Чаще в месте выхода обильного водоисточника имеется рытвина, иногда внушительная. Но когда водоносный горизонт невелик и расположен неглубоко, ключи не формируют такие «жерла». Тогда вода то едва сочится из-под земли, то разливается и течет «плащом» — если выход на поверхность имеет линейную форму.
Слева — родник на болоте «Верхнее»; июль. Справа — подземные воды изливаются «плащом» на пологий берег озера Хемолампи из неглубоко расположенного водоносного горизонта; конец мая (фото А. Кутенкова)
Расход воды в разных ключах варьирует в значительных пределах, но в родниках «Кивача» чаще составляет не более 1 литра в секунду. Когда водоносный пласт имеет значительный объем (мощность до нескольких метров и простирание на сотни метров), дебит источника не зависит ни от времени года, ни от обилия атмосферных осадков. Даже в засушливые летние сезоны начала нынешнего века, когда многие казавшиеся вечными небольшие источники в заповеднике иссякли, расход воды в наиболее крупных родниках оставался неизменным.
Если водоносный горизонт, этот подземный резервуар, расположен относительно глубоко, изменения температуры воздуха и поверхности почвы от сезона к сезону никак не сказываются на температуре воды в порождаемых им ключах. Например, в наиболее известном у нас Железистом роднике и в январский мороз (этот ключ никогда не замерзает), и в середине лета температура воды почти не отклонялась от +4,5 °С.
Вода атмосферных осадков, проникая сквозь почву и подстилающие её горные породы, растворяет по пути многие химические элементы и соединения. В результате вода, поступившая в водоносный горизонт, оказывается насыщенной ионами в гораздо большей степени, чем любые наземные объемы воды (см. химизм водоёмов). Важно отметить, что, как температура и расход воды (см. сказанное выше), химический состав обильных родников также остается постоянным и не меняется столетиями.
Часто ключи приурочены к депрессиям рельефа, занятым болотами. Правильнее сказать, что такие болота — порождение выходов подземных вод. Благодаря насыщенности воды питательными (биогенными) химическими элементами около родников создается весьма благоприятная среда для жизни мхов и травянистых растений. Со временем, ежегодно отмирая и отлагаясь в виде торфа, они формируют нечто вроде купола, возвышающегося на высоту до метра–двух, из которого тут и там изливается вода. Необычно выглядят эти образования: посреди болотного массива с покровом сфагновых мхов и кочками осоки поднимаются бугры, по которым растут хвощи, злаки, фиалки, щавель, орхидеи...
Болото «Ключевое» в долине Чечкина ручья. Слева – обширный торфяной купол с многочисленными родниками (фото И. Кутенкова). Справа – источник с сочным разнотравьем по берегам (фото А. Кутенкова)
В тех источниках, где вода обогащена соединениями железа (например, гидрокарбонатом по химической терминологии) — так называемые природные железистые воды, — всегда присутствуют клубы слизи рыжего цвета. Это колонии многочисленных микроорганизмов, получивших общее название железобактерии. Бактерии перехватывают и поглощают растворенные соединения железа и используют их как «топливо»: при окислении выделяется энергия, необходимая для жизнедеятельности. «Шлаками» этого химического процесса оказываются окись и гидроокись железа (в просторечии — ржавчина). Они нерастворимы в воде и отлагаются в слизистых оболочках бактериальных клеток, придавая им бурый или рыжий цвет. Благодаря непрерывному процессу деления (размножения) бактерий клубы слизи растут и меняют очертания, а течение отрывает и уносит её.
Выход источника (родник Железистый) с облаками бактериальной слизи (фото Ж. Халаман)
Фильм Виктория Швецовой и Ильи Ильина "Заповедник "Кивач". О чём молчат болота?" по ссылке: https://rutube.ru/video/7cfcf0eca01a64d6daa0c4a74c91e1f2/?r=wd; https://vkvideo.ru/video315031803_456239632