Au cours de leur fuite dans les montagnes du pays maya, Esteban, Zia et Tao découvrent un lac d'altitude dans lequel se jette une source. Tous remarquent que le lac brille mystérieusement. Afin d'en avoir le coeur net, Esteban plonge et montre à ses amis un étrange sable doré. Soudain, une forte voix se fait entendre. Un homme leur reproche alors d'avoir profané la source sacrée. Au petit matin, les trois enfants sont enfermés dans une cellule lorsqu'une villageoise leur apporte secrètement des gâteaux. Elle leur apprend que suite à la profanation, une fête purificatrice est sur le point d'avoir lieu afin d'apaiser la colère du dieu Soleil. Elle informe aussi Zia qu'un inca nommé Papacamayo a séjourné dans leur village par le passé, ce qui réjouit la jeune fille.
Sur ce, apparaît Pichu qui n'a de cesse de répéter le nom de Mendoza. Tao envoie alors le perroquet chercher de l'aide auprès du marin. Un peu plus tard, un homme aux allures de prêtre apparaît aux enfants et leur demande de le suivre. Tous se rendent sur les bords du lac. Sous les yeux des enfants, le prêtre et le chef du village procèdent alors à une étrange cérémonie. Au son des tambours, le prêtre enduit le corps du chef maya d'un sable doré identique à celui trouvé par Esteban la veille, au fond du lac. Semblable à une statue dorée, le chef pénètre alors dans les eaux du lac et invoque le Soleil. Les villageois exultent et jettent de nombreuses pierres précieuses dans le lac. Cette scène excite la cupidité de Marinche mais également celle de Mendoza, Sancho et Pedro, qui observent la scène d'un oeil attentif. Tous s'interrogent sur le moyen de récupérer les bijoux après la cérémonie. Marinche propose pour sa part au Docteur d'empoisonner l'eau des villageois ...
La cérémonie terminée, les enfants sont enfermés dans le temple du village. Zia comprend avec horreur qu'ils seront sacrifiés le lendemain. Tous trois cherchent alors activement un moyen d'échapper à ce funeste destin. De leur côté, Mendoza expose à Sancho et Pedro comment ils procéderont pour récupérer le trésor du lac : celui-ci étant retenu par une digue artificielle, il suffira de faire céder la digue et de s'emparer des pierreries. La nuit venue, les trois espagnols exécutent leur plan et se mettent à l'ouvrage à l'aide d'outils de fortune. A l'aube, Sancho aperçoit Marinche qui vient déposer les cruches empoisonnées près de la source. Mendoza comprend qu'il ne faut pas perdre de temps. Mais dans son empressement, le marin fait accidentellement rouler un rocher, ce qui alerte Marinche. Celle-ci sonne l'alarme et les villageois sortent ahuris de leurs maisons. Mais il est trop tard et les montagnes environnantes tremblent déjà. Dans un fracas assourdissant, la digue cède et un mur d'eau inonde le village. Le temple commence à s'effondrer sous la pression de l'eau mais les enfants parviennent à en sortir grâce à une barque située sur l'autel. Pichu réussit à subtiliser le manuscrit à Marinche et le remet à Tao. S'il a aidé les enfants à s'évader, le plan de Mendoza ne lui a cependant pas permis de récupérer le trésor convoité. En effet, l'eau du lac a emporté les bijoux avec elle ... mais désormais réunis et en possession du manuscrit complet, les trois marins et les trois enfants peuvent continuer leur route vers les Cités d'Or...